Đang tải... (xem toàn văn)
NON-ISOTHERMAL CSTR THIẾT BỊ KHUẤY TRỘN LIÊN TỤC LÝ TƯỞNG KHÔNG ĐẲNG NHIỆT
THIẾT BỊ KHUẤY TRỘN LIÊN TỤC LÝ TƯỞNG KHÔNG ĐẲNG NHIỆT Nhóm 3 NỘI DUNG 1. Vỏ làm lạnh có khuấy trộn lý tưởng. 2. Vỏ làm lạnh với dòng chảy lý tưởng. 3. Mô hình vỏ áo chung. 4. Nhiệt trở của thành kim loại là đáng kể. Xét hệ có nhiệt độ thay đổi theo thời gian. • Phản ứng không thuận nghịch tỏa nhiệt được thực hiện trong thiết bị khuấy lý tưởng như sau: A B • Phản ứng bậc n của tác chất A có nhiệt phản ứng là λ (Btu/lb mol A phản ứng). • Tổn thất nhiệt là không đáng kể và phản ứng liên tục. k Để loại bỏ nhiệt phản ứng, ta dùng thiết bị vỏ áo. • Nước làm lạnh vào thiết bị với lưu lượng thể tích là Fj • Nhiệt độ là Tj0. • Lượng nước trong vỏ áo: Vj = const. • Bỏ qua khối lượng thành thiết bị, khi đó “quán tính nhiệt” của kim loại không cần xét đến. [...]... Cj, V, Tj0, Kv, Vmin • Nếu diện tích truyền nhiệt thay đổi theo thể tích lỏng trong thiết bị phản ứng, ta sẽ có một phương trình giữa diện tích trao đổi nhiệt và thể tích • Nếu thiết bị phản ứng có dạng hình trụ đứng, đáy phẳng với đường kính D và lớp vỏ áo chỉ bọc ngoài thiết bị, không bọc phần đáy thì: 4V AH = D • Giả sử hệ số truyền nhiệt tổng quát U là không đổi Nó có thể là hàm theo lưu lượng nước... 4 ) 4 4 NHIỆT TRỞ CỦA THÀNH KIM LOẠI LÀ ĐÁNG KỂ • Trong một số thiết bị phản ứng, độ dày của thành thiết bị và ảnh hưởng của nó với nhiệt động lực phải được xem xét • Phương trình năng lượng cho thành thiết bị là phương trình vi phân từng phần theo thời gian và vị trí hướng tâm • Một xấp xỉ thường xuyên được sử dụng là “gộp” khối lượng của thành kim loại và giả định thành kim loại ở cùng một nhiệt độ...1 VỎ LÀM LẠNH CÓ KHUẤY TRỘN LÝ TƯỞNG dV = F0 − F dt d (V C A ) n = F0C A0 − FC A − VC A α e − E / RT dt d (VT ) n ρCp = ρ C p ( F0T0 − FT ) − λ VC A α e − E / RT − U AH (T − T j ) dt dT j ρ j C jV j = ρ j C j F j (T j 0 − T j ) + U AH (T − T j ) dt F = K v (V − Vmin ) 1 VỎ LÀM LẠNH CÓ KHUẤY TRỘN LÝ TƯỞNG • Kiểm tra bậc tự do, ta có 5 phương trình với 5 ẩn... tính Tjexit , cũng là 1 hàm theo thời gian 3 MÔ HÌNH VỎ ÁO CHUNG • Một phương án khác là chia thể tích lớp vỏ áo thành những “khối” được hòa trộn lý tưởng như hình sau • Mỗi khối cần một phương trình năng lượng Giả thiết rằng 4 khối có thể tích và bề mặt trao đổi nhiệt như nhau, ta có 4 phương trình cân bằng năng lượng cho vỏ áo: 3 MÔ HÌNH VỎ ÁO CHUNG 1 ρ j C jV j 4 1 ρ j C jV j 4 1 ρ j C jV j 4 1 ρ... lưu lượng nước làm mát Fj hay thành phần của lượng phản ứng, khi đó ta có thêm 1 biến cũng như thêm 1 phương trình khác 2 VỎ LÀM LẠNH VỚI DÒNG CHẢY LÝ TƯỞNG • Nhiệt độ trung bình của lớp vỏ: TJA = (1) T j 0 − T jexit 2 Tjexit : nhiệt độ nước làm mát đầu ra • Nhiệt độ trung bình được sử dụng trong phương trình chuyển hóa và thay thế enthalpy của vật liệu làm vỏ bọc: ρ j C jV j dT jA dt = ρ j C j F j (T... − h0 A0 (TM − T j ) dt dT j ρ jV j C j = F j ρ j C j (T j 0 − T j ) − h0 A0 (TM − T j ) dt 4 NHIỆT TRỞ CỦA THÀNH KIM LOẠI LÀ ĐÁNG KỂ Trong đó: ρM - khối lượng riêng của thành kim loại CM - nhiệt dung của thành kim loại VM - thể tích thành kim loại A1 - diện tích truyền nhiệt bên trong A2 - diện tích truyền nhiệt bên ngoài THANKS FOR YOUR ATTENTION ... trí hướng tâm • Một xấp xỉ thường xuyên được sử dụng là “gộp” khối lượng của thành kim loại và giả định thành kim loại ở cùng một nhiệt độ TM 4 NHIỆT TRỞ CỦA THÀNH KIM LOẠI LÀ ĐÁNG KỂ 4 NHIỆT TRỞ CỦA THÀNH KIM LOẠI LÀ ĐÁNG KỂ Gọi h0 , h1 là hệ số truyền nhiệt của lớp phim bên trong và bên ngoài, ta có 3 phương trình năng lượng cho quá trình này là: d (VT ) n ρC p = ρC p ( F0T0 − FT ) − λVC A α e − . THIẾT BỊ KHUẤY TRỘN LIÊN TỤC LÝ TƯỞNG KHÔNG ĐẲNG NHIỆT Nhóm 3 NỘI DUNG 1. Vỏ làm lạnh có khuấy trộn lý tưởng. 2. Vỏ làm lạnh với dòng chảy lý tưởng. 3. Mô hình vỏ áo chung. 4. Nhiệt trở. ứng). • Tổn thất nhiệt là không đáng kể và phản ứng liên tục. k Để loại bỏ nhiệt phản ứng, ta dùng thiết bị vỏ áo. • Nước làm lạnh vào thiết bị với lưu lượng thể tích là Fj • Nhiệt độ là Tj0 khối lượng thành thiết bị, khi đó “quán tính nhiệt của kim loại không cần xét đến.