null任务4：连续操作管式反应器的计算
任务4：连续操作管式反应器的计算
管式反应器的结构管式反应器的结构 在化工生产中，连续操作的长径比较大的管式反应器可以近似看成是理想置换流动反应器。
它既适用于液相反应，又适用于气相反应。由于能承受较高的压力，用于加压反应尤为合适。具有容积小、比
表
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面大、返混少、反应参数连续变化、易于控制的优点，但对于慢速反应，则有需要管子长，压降大的不足。
管式反应器结构主要有直管式、盘管式、多管式等。
nullnull3.2.2 理想置换反应器（平推流反应器） Plug Flow Reactor理想置换反应器是指通过反应器的物料沿同一方向以相同
速度向前流动，犹如活塞一样在反应器中向前平推，故又
称为活塞流或平推流反应器。1、理想置换反应器的特性（1）由于流体沿同一方向，以相同速度向前推进，在反应器内没有物料的返混，所有物料在反应器中的停留时间相同。（2）在同一截面上，不同径向位置的流体特性（组成、浓度等）是一致的。（3）在定常态下操作，反应器内状态只随轴向位置改变，不随时间改变。null2、等温理想置换反应器的设计方程根据平推流反应器的特点，选择单元时间dτ及单元体积dV（下图所示）。
将其积分，可得
nullnull注意：由于反应过程物料的密度可能发生变化，体积流量也将随之变化，只有在恒容过程，称为物料在反应器中的停留时间才是准确的。即 等温理想管式流动反应器：
恒容系统：将组分A的转化率 xA表示成浓度CA的函数，即：用浓度表示的计算方程为：null求解方法
解析法
恒温恒容不可逆PFR的计算
零级反应：
一级反应：
nulln级反应：当n=2时：就反应过程而言，PFR和BR两种反应器具有相同的效率。因BR是间歇过程，存在非生产时间，其生产能力低于PFRnull间歇釜式反应器（BR）与管式流动反应器（PFR）的比较：
相同点：
（1）由空间时间的计算式比较可看出，对于等温恒容过程，同一反应在相同的反应条件下，达到相同的转化率，两个类型的反应器所需的时间相同。两种反应器具有相同的效率；（2）物料在两种反应器内均无返混现象，且物料从进入反应器到离开，其分子浓度经历的变化过程完全。间歇釜式反应器某一时刻的浓度对应PFR某一位置的浓度。（3）BR的动力学数据可直接应用于PFR的放大设计。null不同点：PFR的空间时间既可以衡量反应速率，也可以反映生产强度的大小BR的反应时间衡量反应速率大小的重要参数PFR属于连续操作的开放式反应系统
BR的操作方式属于间歇式操作的封闭反应系统物性参数随着空间位置而改变物性参数随时间而改变物料流动状况处于稳定流动的定态过程物料流动状况为混合均匀处于不断变化的动态过程理想流动管式反应器（PFR）间歇釜式反应器（BR）
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