Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
3.3.Kinetycznacharakterystykaukładureagentówwstaniereakcji
29
3.3.2.Szybkośćprocesuwreaktorze
Średniaszybkośćreakcji,określonaprzezwzór(3.9),opisujedynamikęprocesów
chemicznych,któremogąbyćzorganizowanewdowolnysposób.Jednymzprostszych
przypadkówjestreaktorprzepływowy,wktórymreakcjasubstratuAzachodziwwa-
runkachzupełnegowymieszaniareagentów(rys.3.2).Reaktormastałąobjętośćvr.
Rys03020Reaktorprzepływowyozupełnymwymieszaniureagentów,wktórymzachodzireakcja
1A→1B;E–wejście;Y–wyjście;x0,x,xk–początkowy,aktualnyikońcowystopieńprzemiany
(pozostałeoznaczeniawtekście)
DoreaktorawchodzistrumieńE,wktórymnatężenieprzepływusubstratuAjest
równeW
E
[A]mol/s.StrumieńYwychodzącyzreaktorajestmieszaninąsubstratu
iproduktu.NatężenieprzepływunieprzereagowanegosubstratuAnawyjściuzre-
aktorajestrówneWY[A]mol/s.WewnątrzreaktoraznajdujesięsubstratAwilości
n[A]mol,przyczymilośćtamożesięzmieniaćwczasietrwaniaprocesuzależnie
odnatężeństrumieniW
E
[A]iW
Y
[A]orazodszybkościreakcjirzachodzącejwreak-
torze.dn[A]jestprzyrostemlububytkiemsubstratuAwreaktorze,wkrótkimokre-
sied
τ
.BilanssubstratuAwreaktorzeokresied
τ
,przyzałożeniu,żetymczasienatę-
żeniastrumieniWE[A]iWY[A]niezmieniająsię,manastępującąpostać:
W
E
[A]
d
τ
=
d
n
[A]
R
+
W
Y
[A]
d
τ
+
d
n
[A]9
(3.11)
gdziedn[A]
R
oznaczailośćsubstratuAzużytegowskutekzachodzeniareakcji.Przyrost
ilościsubstratuwreaktorze,czylidn[A]możemiećwartośćdodatniąlubujemną.
Możnająwyznaczyć,przekształcającrównaniebilansowe:
d
n
[A]
=
W
E
[A]
d
τ
−
W
Y
[A]
d
τ
−
d
n
[A].
R
(3.12)
Zewzględunazupełnewymieszaniezawartościreaktora,warunkiprocesu,
atakżeszybkośćreakcjirwcałejjegoobjętościsąjednakowe.Zatemzgodniezde-
finicjąszybkościreakcji
d
n
[A]
R
=⋅
rv
r
⋅
d
τ
9
(3.13)
