Rеаktоrlаrning issiqlik rеjimi. Izоtеrmik rаvishdа ishlоvchi rеаktоrlаr rеjа

2. Reaktorning issiqlik balansi

Reaktorning issiqlik maromini xisobga olgan xolda xisoblashning asosi bo’lib moddiy balans tenglamasi xizmat qiladi, Umumiy ko’rinishda u ma’lum fizika qonuni - quvaatning saqlanish qonunining xususiy bir ko’rinishi bo’lib, quyidagicha yoziladi:

Qkir = Qsarf (56)

Qkir = Q reag + Qkr (57)
Qsarf = Q tup + Qmax + Qu (58)

Qkir - reaktorga kirgan issiqlik miqdori

Qsarf - reaktordan chiqarilgan issiqlik miqdori
Qreag - dastlabki reagent bilan kiradigan issiqlik miqdori
Qkr - kimyoviy reaktsiya natijasida ajraladigan issiqlik miqdori
Qtup - reaktordagi muxit xaroratini ko’tarishga sarflanadigan issiqlik miqdori
Qmax - maxsulot bilan birga reaktordan chiqib ketadigan issiqlik miqdori
Qu - issiqlik almashinuvi natijasida reaktordan chiqib ketadigan issiqlik miqdori
Bu erdan, Qtup = - (Qmax - Qreag) - Qu + Qkr
bu erda, Qmax - Qreag = Qkonv
bu erdan Qtup = - Qkonv - Qu + Qkr (59)
Ilgari reaktordagi jarayonlarning statsionarlik (barqarorlik) sharoitlari ko’rib chiqilgan edi. Reaktor ishining issiqlik maromi xisobga olinganda barqarorlik sharoitlari murakkablashadi, qachonki, bir vaqtning o’zida baravariga quyidagi ikki shart bajarilsa, reaktorning ish maromi barqaror bo’ladi:
Gtup=0
Qtup=0
Boshqa xollarda reaktorning ish maromi beqaror bo’ladi. Bunaqa xol 3 ta bo’lishi mumkin:
1) Gtup = 0 va Qtup = 0
2) Gtup = 0 va Qtup = 0
3) Gtup = 0 va Qtup = 0
Umumiy xolda, reaktorda xarorat va jarayonning boshqa ko’rsatkichlari reaktorning xajmi buyicha xam, jarayonning vaqti bo’yicha xam o’zgaradi. SHu tufaylidan issiqlik balansi tenglamasi differentsial shaklda tuziladi. Buning uchun, issiqlik almashinuvi va reaktsiya issiqligini xisobga oluvchi qushimcha a’zolar kiritib turib, konvektiv issiqlik almashinuv tenglamasidan foydalaniladi.
(60)
bu erda, r - reaktsion aralashmaning zichligi
Sr - reaktsion aralashmaning solishtirma issiqlik sigimi
l - reaktsion aralashmaning issiqlik o’tkazish koeffitsienti
T - aralashmaning xarorati
F- issiqlik almashinuv solishtirma yuzasi, ya’ni reaktsion
aralashmaning xajm birligiga to’g’ri keluvchi yuza.
K - issiqlik uzatish koeffitsienti
DT – T – Txl
Txl - sovutuvchi agentning xarorati
H - reaktsiyaning issiqlik effekti
Bu tenglamaning chap tomoni elementar xajmda issiqlik to’planish tezligini tavsiflaydi:
Q_tup = rSr (61)
Tengnlamaning o’ng qismidagi birinchi gurux a’zolari issiqlikning elementar xajmda tegishli koordinata o’klari bo’ylab konvektiv o’tishi tezligini aniqlaydi.
Qo’shiluvchilarning ikkinchi guruxi-reaktsion muxitning molekulyar va konvektiv issiqlik o’tkazuvchanligi natijasida issiqlik chiqib ketish tezligini aniqlaydi.
Birinchi va ikkinchi gurux qo’shiluvchilar birgalikda issiqlik balansi tenglamasidagi Qkonv ni tashkil qiladi:
-Q_kоnv = - rSr (60)
60-nchi tenglamaning uchinchi gurux a’zolari issiqlik almashinuv yo’li bilan chiqib ketadigan issiqlik miqdorini aniqlaydi:
Q_T = F_sоl K T
Bu tenglamaning turtinchi guruxi a’zolari kimyoviy reaktsiya natijasida kiritilgan issiqlik tezligini tavsiflaydi:
Q_kr = U_А H
60-nchi tenglamani echish juda xam murakkab, shuning uchun uni ayrim xolatlar uchun tegishli soddalashtirishlar kiritgan xolda echiladi.