湍流 涡流对反应速率的影响
请教一个问题
现在在做一个连续化学反应的对比
一个简单的设备是,2组反应物通过注入一个管状反应器(相同尺寸),然后流出进行分离表征。
在一个是直管
里面的流体假设是层流,流入速度v1,流出速度v2,考虑损失V1>V2;
一个是多孔介质(无催化剂),流出速度仍为v2,流体为保持这个v2,流体经过多孔介质的干扰在微区域产生了湍流和涡流,流入速度为v3,显然有v3>v2,因此V3>V1>V2。如图所示。
2者的本质区别是一个发生了湍流或涡流,一个是平流。
进入的化学反应物A+B->C+D的反应速率,是否有区别,应该如果数学表达。
或者说2者的反应速率差别在哪里?
请赐教。金币可以追增
图示.jpg 返回小木虫查看更多
今日热帖
湍流应该能促进反应物混合的吧,我不懂,我坐等大神出现
这个命题有问题啊,PFR平推流反应器而言,进出口质量守恒,所以质量流速一定是一致的。若无相变存在的话,考虑到经过反应器会产生压力降,进口的压力>出口,所以出口的体积流速反而应该大于进口的体积流速。
按照反应速率而言,得看你的反应级数,诚然湍流会强化物料的混合,但是也带来的返混,这是平推流反应器最麻烦的问题。反应器内填充了多孔材料的话,第一个物料的空间下降,说明组分的停留时间缩短,反应的转化率会下降,同时多孔材料填充条件下会存在孔内流速过慢,反应物滞留时间不均的情况,也会导致总体的转化率下降。
多谢指点,我在这个领域不熟。
假设反应是不可逆的,一旦反应物接触即可生成。我总觉得里面那么多孔,增加了接触,分子扩散更快。
另一个假设是,多孔的和无孔在静止下,即没有运动带来的扰动,应该速率是一样的,不知道是否成立。例如一个慢反应在捅里,慢慢的加一些多孔材料去,而不扰动,应该不会更快。
因此,加速是运动条件下的,多孔带来扰动即微小区域的湍流或涡流,对否
,
一般工业上对管道中物流混合可以采用的是两种混合器,即静态混合器和动态混合器,静态依靠管道内安装折流板,动态则依靠文丘里喷射。这两种方式都会产生湍动从而实现物料的混合。你说的在管道内添加多孔材料的确会增加分子的扩散,但是这种效果并不是孔道产生的,而是填料本身阻流作用所带来的。同时并没有增加真正意义上的反应速率,而是通过宏观扰动加速分子扩散从而更快达到平衡态。
加快
试试康宁的吧