第四章作业答案.doc

《第四章作业答案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章作业答案.doc（3页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除5.2用阶跃法测定一闭式流动反应器的停留时间分布，得到离开反应器的示踪剂与时间的关系如下：试求：（1） （1） 该反应器的停留时间分布函数F()及分布密度函数E()。（2） （2） 数学期望及方差。（3） （3） 若用多釜串联模型来模拟该反应器，则模型参数是多少？（4） （4） 若用轴相扩散模型来模拟该反应器，则模型参数是多少？（5）若在此反应器内进行一级不可逆反应，反应速率常数k=1min-1，且无副反应，试求反应器出口转化率。解：（1）由图可知C0=C()=1.0，而F()=F(t)=C(t)/ C()，所以：如下图所示：由（5.20）式可得

2、平均停留时间：即为上图中阴影面积。由（5.5）式得：所以：如右图所示：（2）由于是闭式系统，故，所以由式（5.23）可得方差：（3）由（5.20）式可得模型参数N为：（1） （4） 由于返混很小，故可用，所以：（5）用多釜串联模型来模拟，前已求得N=75，应用式（3.50）即可计算转化率：同理，亦可用扩散模型即（5.69）式得XA=0.9146。两种方法计算结果相当吻合。5.5已知一等温闭式液相反应器的停留时间分布密度函数E(t)=16texp(-4t),min-1，试求：（1） （1） 平均停留时间;（2） （2） 空时；（3） （3） 空速；（4） （4） 停留时间小于1min的物料所占的

3、分率；（5） （5） 停留时间大于1min的物料所占的分率；（6）若用多釜串联模型拟合，该反应器相当于几个等体积的全混釜串联？（7）若用轴向扩散模型拟合，则模型参数Pe为多少？（8）若反应物料为微观流体，且进行一级不可逆反应，其反应速率常数为6min-1,CA0=1mol/l,试分别采用轴向扩散模型和多釜串联模型计算反应器出口转化率，并加以比较；（9）若反应物料为宏观流体，其它条件与上述相同，试估计反应器出口转化率，并与微观流体的结果加以比较？解：（1）由（5.20）式得：（2）因是闭式系统，所以：（1） （3） 空速为空时的倒数，所以：（4）所以，停留时间小于1min的物料所占的分率为90.

4、84%。（5）。停留时间大于1min的物料占9.16%。（6）先计算方差：根据多釜串联模型参数与方差的关系得：(7)因，所以返混程度较大，故扩散模型参数Pe与方差关系应用：采用试差法得：Pe=2.56。（8）因是一级不可逆反应，所以估计反应器出口转化率既可用扩散模型，也可用多釜串联模型或离析流模型，其结果应近似。采用多釜串联模型，由（3.50）式得：所以有：采用扩散模型，前已得到Pe=2.56,所以：代入（5.69）式得：所以有：（9）用离析流模型，因一级不可逆反应，故间歇反应器的，所以：反应器出口转化率为XA=0.84，计算结果同前题用多釜串联模型与扩散模型结果相近。3. 解：（1）由题意知， （2分） （2分） （2分） （2分）（2） （2分） （2分）（3）凝集流模型 （2分） （3分）（4）多级混合槽模型：【第 4 页 共 5 页】 （2分） （2分） （2分）（5）轴向扩散模型： （2分） （2分）【第 5 页 共 5 页】 （3分）【精品文档】第 3 页