催化反應(yīng)工程（華東理工大學(xué)） 工業(yè)反應(yīng)過程分析導(dǎo)論3

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1、反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析六六 徑向流動(dòng)反應(yīng)器徑向流動(dòng)反應(yīng)器反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析流體通過固定床流體通過固定床反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析問題：薄床層的流體均勻分布問題，問題：薄床層的流體均勻分布問題，變質(zhì)量流動(dòng)的流體力學(xué)問題變質(zhì)量流動(dòng)的流體力學(xué)問題流體均勻分布時(shí)流體均勻分布時(shí)反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析(一一)主流道靜壓分主流道靜壓分布布 1 變質(zhì)量流動(dòng)，分、合流道的動(dòng)量交換系數(shù)變質(zhì)量流動(dòng)，分、合流道的動(dòng)量交換系數(shù)等質(zhì)量，伯努利方程等質(zhì)量，伯努利方程變質(zhì)量，動(dòng)量守恒變質(zhì)量，動(dòng)量守恒引入動(dòng)量交換系數(shù)引入動(dòng)量交換系數(shù)K反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析 分流分流合流合流反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程

2、分析反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析2 分流流道靜壓分布分流流道靜壓分布動(dòng)量交換控制動(dòng)量交換控制摩擦損失控制摩擦損失控制反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析例：例：300mm徑向反應(yīng)器，在常壓下操作，徑向反應(yīng)器，在常壓下操作，流道長流道長L為為300mm，分流管內(nèi)壁外徑分流管內(nèi)壁外徑304mm、外壁內(nèi)徑外壁內(nèi)徑332.6mm，流道當(dāng)量直徑流道當(dāng)量直徑de28.6mm，其摩阻系數(shù)其摩阻系數(shù)f=0.027。試計(jì)算分流流試計(jì)算分流流道的靜壓分布。道的靜壓分布。解：解：，所以分流流道屬，所以分流流道屬于動(dòng)量交換型。由上式，忽略其中摩擦損失項(xiàng)的影響，于動(dòng)量交換型。由上式，忽略其中摩擦損失項(xiàng)的影響，計(jì)算得其靜壓分布如下表和下

3、圖所示。計(jì)算得其靜壓分布如下表和下圖所示。反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析表 動(dòng)量交換控制分流流道的靜壓分布x/mm0306090120150180210240270300 x/L00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.000.1370.2590.3670.4610.5400.6050.6050.6910.7130.720反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析3 合流流道靜壓分布合流流道靜壓分布動(dòng)量交換控制動(dòng)量交換控制摩擦損失控制摩擦損失控制反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析例：例：300mm徑向反應(yīng)器，在常壓下操作，徑向反應(yīng)器，在常壓下操作，流道長流道長L為為300mm，集流管內(nèi)

4、壁外徑集流管內(nèi)壁外徑108mm、外壁內(nèi)徑外壁內(nèi)徑214mm，流道當(dāng)量直徑流道當(dāng)量直徑de108mm，其摩阻系數(shù)其摩阻系數(shù)f=0.018。試計(jì)算集流流試計(jì)算集流流道的靜壓分布。道的靜壓分布。解：解：，所以集流流道屬，所以集流流道屬于動(dòng)量交換型。忽略其中摩擦損失項(xiàng)的影響，計(jì)算得于動(dòng)量交換型。忽略其中摩擦損失項(xiàng)的影響，計(jì)算得其靜壓分布如下表和下圖所示。其靜壓分布如下表和下圖所示。反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析表 集流流道的靜壓分布x/mm0306090120150180210240270300 x/L00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.000.2180.4140.5850.7350

5、.8610.9651.041.101.141.15反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析(二二)穿孔阻力系數(shù)穿孔阻力系數(shù)分流穿孔阻力系數(shù)分流穿孔阻力系數(shù)odod，合流穿孔阻力系數(shù)合流穿孔阻力系數(shù)ococ反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析 流體沿中心的分流流道A不斷均勻地穿過中心分布管的小孔進(jìn)入催化劑床層，在床層中作徑向流動(dòng)，反應(yīng)后穿過外分布筒小孔，進(jìn)入集流流道B，最終經(jīng)集流后出反應(yīng)器。(三三)流體均勻分布流體均勻分布反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析 要使流體沿催化床層軸向高度均勻分布，其必要條件是II環(huán)面上靜壓pA與IIII環(huán)面上靜壓pB的差壓沿軸向各高度上保持相等。反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析以以0-0為基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析減去減去PA0-PB0，再乘負(fù)號(hào)再乘負(fù)號(hào)分流流道調(diào)節(jié)控制分流流道調(diào)節(jié)控制合流流道調(diào)節(jié)控制合流流道調(diào)節(jié)控制反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析分、合流道雙邊控制分、合流道雙邊控制穿孔速度穿孔速度