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单参数轴向扩散模型

来源: 时间:2014-01-06 09:28:14 浏览次数:

轴向扩散模型奋用简单的一维Fick定律扩散方穆来描述返混特性。方程中的比例常数,通常称为轴向扩散系数。假设所有棍合过程都遵循Fick定律扩散方程,不考虑实际的历程。因此,随带返握比例的增加,越来越不正确。
轴向扩散模型奋用简单的一维Fick定律扩散方穆来描述返混特性。方程中的比例常数,通常称为轴向扩散系数。假设所有棍合过程都遵循Fick定律扩散方程,不考虑实际的历程。因此,随带返握比例的增加,越来越不正确。由于模型只用一个参数来表征返混(或RTD) 特征,所以十分简单,成为用得广泛的模型。扩散系数用无因次形式表示,如Peclet准数。Ez为轴向扩散系数,U为流速,通常考虑相间返棍,Lc为特征长度。在淤浆塔式反应釜中,L。为塔径或固体顺粒直径.流过填料床时,Lo通常为该料的特征直径,这种情况下,常常用Bodenstein准数来表示Pe, Peclet准数(或Bodenstein准数)的值,表示返混的程度。如果Pe =0表示全返混,Pe = 00表示以活塞流为主。
多相反应釜,.分别考虑各个相的返混。在气一液反应釜中,各个相的返混程度不同。如三相流化床反应釜,快速流动的气相中的返混,比移动缓慢的液相中的疏小得多。小型反应釜,通常假设气相以活塞流形式移动。
在流体并流向动的填充二鼓泡塔反应釜中,气流引起液相中明显返混。另外,随反应釜直径增加反应也增加(即工业反应釜中的返混,要比试验规模的反应釜大)。鼓泡塔反应釜的设计,总是要考虑到液相的返棍。通常气一液流过填充塔时,液相的返混程度,主要取珠于流动方式、各个相的流速以及填料特性,对塔的大小是不灵敏的。低液速时,返混特别大。三相流化床中,液相和固相的返混很大.
工业反应釜是非等沮操作,而经常是绝热操作一对非等温气一液反应釜,各个相质量扩散的同时,也需要相应的热扩散。通常,假定在一个给定的轴向位置上,气体和液体沮度相同。与质量平衡的情况相反,只需要一个热平衡方程(及相应的热扩散系数)。在治流条件下(如鼓泡塔反应釜),假定热扩散Peclet准数近似等于缓馒移动的液相中声盆扩散Peclet 准数。
标准的轴向扩散模型是一维模型,它忽略径向扩散和不均匀速度分布对RTD曲线的影响。已在理论上研究了单担流动中,由于管道横截面不均匀产生的抛物线速度分布,或不均匀速度分布的影响.也研究了填充床中速度分布对轴向扩散的影响。也把此模型用于有几个混合区域的管道。Nishiwak等人已把扩散模型改进为多玩扩散模型。这种模型,用两个参数来表征返混,即每一级的Peclet准数和级数。在关联实脸数据时,这两个参数可以有较大的灵活性,对具有不均匀轴向混合特性的 实验室反应釜 更为有用。
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