Kimyoviy reaktorlani modellashtirish. Gomogen kimyoviy reaktorlarni modellashtirish

3. Ideal siqib chiqarishning matematik modeli

Ideal siqib chiqarish reaktorining matematik ifodasi reaksion muhitdagi konsentratsiyalarning vaqt o`tishi bilan oqim harakati (gidrodinamik omil) va kimyoviy o`zgarish (kinetik omil) dan kelib chiqadigan o`zgarishini harakterlaydi. Siqib chiqarish reaktorining modelini kimyoviy reaksiya tezligini hisobga olgan holda ideal siqib chiqarish formulasini tipik gidrodinamik modeli asosida ifodalash mumkin.
Kinetik omil hisobga olingan holda uzluksiz ishlovchi ideal siqib chiqarish izotermik reaktorining dinamik modeli quyidagi ko`rinishda bo`ladi:

bunda chi moddaga mos keladigan konsentratsiya; -chi modda bo`yicha reaksiya tezligi.
Ideal siqib chiqaruvchi adiabatik reaktorning issiqlik balansi tenglamasi:

tenglama reaksiyada ishtirok etuvchi har bir komponent bo`yicha yoziladi. Masalan, ideal siqib chiqarish izotermik reaktorida boruvchi reaksiya uchun matematik model (dinamik rejim) quyidagi ko`rinishda bo`ladi:

O`rnatilgan (statsionar) rejimda reaktorning ishi:

U holda tenglama quyidagi ko`rinishni oladi:

ekanligi hisobga olinsa, tenglama quyidagi
ko`rinishni oladi:

bunda kontakt vaqti, s.
tenglamaning yechilishidan quyidagi parametrlarni topish mumkin:

• 
  kantak vaqtini;
  
• 
  jarayonning o`tish darajasi va selektivligini;
  
• 
  reaksiyaga kirishuvchi modda konsentratsiyaning kontakt vaqtining funksiyasi sifatida o`zgarishini, ya‟ni;
  

Ushbu modelni qo`llab, kimyoviy-texnologik jarayonlarni ideal siqib chiqarish reaktorida tadqiq etishni bajarish uchun differensial tenglamalar sistemasini yechish kerak.
4. Ideal siqib chiqaruvchi gomogen reaktorda boruvchi kimyoviy jarayonni tadqiq etish
Ideal siqib chiqaruvchi reaktorda n-oktanning i-oktan va kreking mahsulotlariga aylanish reaksiyasi amalga oshsin:

bunda 700 K da j/mol – ekzotermik reaksiya; j/mol – endotermik reaksiya.
Reaksiyani quyidagi ko`rinishda ifodalaymiz:

Jarayonning matematik modeli tenglamalar hisobga olingan holda quyidagi material va issiqlik tenglamalari sistemasi ko`rinishida yozilishi mumkin:

bunda reaktordagi bosim, MPa.
Boshlang„ich shartlar: da
, R – universal gaz doimiysi,
Reaksiyaning issiqlik effekti ( ) i-chi reaksiyaning entalpiyasi kattaligiga ( ) teskari ishora bilan teng bo`lganligi uchun:

u holda j/mol, j/mol bo`ladi.
Differensial tenglamalar sistemasini yechish uchun Eylerning sonli usulidan faydalanish mumkin.

2-rasm. Reaksiyaga kirishadigan moddalar konsentratsiyasining vaqtga bog„liqligi

3-rasm. Temperatura o`zgarishining vaqtga bog„liqligi
Olingan natijalar asosida shuni qayd etish mumkinki, ideal almashinish reaktorida modda konsentratsiyasi va temperaturaning o`zgarishiga qarab komponentlarning o`zgarish darajasini hisoblash mumkin.

5.