化学反应工程

李小鹏

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 总括
  • 2 第一章 均相单一反应动力学和理想反应器
    • 2.1 基本概念
    • 2.2 建立动力学方程的方法
    • 2.3 化学反应器设计基础
    • 2.4 等温条件下理想反应器的设计分析
  • 3 复合反应与反应器选型
    • 3.1 单一不可逆反应过程与反应器
    • 3.2 自催化反应特性与反应器选型
    • 3.3 可逆反应特性与反应器选型
    • 3.4 平行反应特性与反应器选型
    • 3.5 连串反应特性与反应器选型
  • 4 非理想流动反应器
    • 4.1 概述
    • 4.2 流体在反应器内的停留时间分布
    • 4.3 非理想流动模型
  • 5 气固相催化反应本征动力学
    • 5.1 气固相催化过程
    • 5.2 固体催化剂
    • 5.3 气固相催化反应本征动力学
    • 5.4 本征动力学方程的实验测定
  • 6 气固相催化反应宏观动力学
    • 6.1 催化剂颗粒内气体扩散
    • 6.2 气固相催化等温反应宏观动力学方程
    • 6.3 催化剂的失活
  • 7 气固相催化反应固定床反应器
    • 7.1 流体在固定床内的传质特征
    • 7.2 固定床催化反应器的设计
  • 8 气固相催化反应流化床反应器
    • 8.1 流化床的基本概念
    • 8.2 流化床的工艺计算
流体在反应器内的停留时间分布


 

二、 流体在反应器内的停留时间分布

如果物料在反应器内流动时有返混发生,度量该返混程度最简单而且最有效的方法是确定物料在反应器内的停留时间规律,从而可定量地确定返混程度。

由于物料在反应器内停留时间是一个随机过程,对随机过程通常用概率予以描述,即用二个函数及二个特征值予以描述。二个函数分别是概率函数和概率密度函数,二个特征值则是数学期望和方差。物料在反应器内停留时间分布规律也将用概率予以描述。

 

1、 停留时间分布函数F(t)

当物料以稳定的流量流入反应器而不发生化学变化时,在流出物料中停留时问小于t物料占总流出物的分率:

F(t)为时间t的停留时间分布概率;Nt为停留时间小于t的物料量;N为流出物料的总量,也是流出的停留时间在0与无限大之间的物料量。

 

2、 停留时间分布密度函数E(t)

3、 平均停留时间

平均停留时间,即数学期望。变量(时间t)对坐标原点的一次矩。


4、 散度

散度,即方差 。变量(时间t)对数学期望的二次矩。

为了运算方便,可改换成如下形式:


 

教学后记: