Задача 4. Определить конечную температуру Т2 и степень превращения ХА,2, которые могут быть достигнуты в РИС-Н-А для реакции А ® R+Q

Определить конечную температуру Т₂ и степень превращения Х_А,2, которые могут быть достигнуты в РИС-Н-А для реакции А ® R+Q.

Условия проведения ХТП:

- объем реакционного пространства V=1 м³; V = 1 м³;

- расход реакционной смеси W₀ = 0,25 м³/мин; W=W_Н=W_К = 0,25 м³/мин;

- температура потока на входе Т₁= 300 К; Т_Н = 300 ^оК;

- начальная концентрация компонента А С_А,0=2 кмоль/м³; С_АН = 2 кмоль/м³;

- начальная степень превращения Х_А,₀=0; Х_АН = 0;

- теплота химической реакции q_xp=40000 кДж/кмоль; q_Х.Р. = -40000 кДж/кмоль;

- удельная теплоемкость реакционной смеси с_р=0,8 кДж/кг К; С_Р=С_РК=С_РН = 0,8 кДж/(кг Ч ^оК);

- плотность реакционной смеси r=1110 кг/м³;

- константа скорости реакции при Т₂ k=0,5 мин^-1;

Решение

Используя приведенные выше соотношения, получим:

V/W₀ = C_A,0X _A,1/[k C_A,0(1- X _A,1)]. Отсюда X_A,1 = kV/(kV+W₀) = 0,5Ч1/(0,5Ч1+0,25) = 0,667 и

Т₂=T₁-[q_хрC_A,0/rc_p]Ч[kV/(kV+W₀)] = 300 - [-40000Ч2/1110Ч0,8] Ч[0,5Ч1/(0,5Ч1+0,25)]=

= 360 K.

Задача 5

Найти Х_А для реакции А ® R в РИС-Н-И, если объем реактора V = 2 м³, расход реакционной смеси W = 0,5 м³/мин, Х_А,0 = 0 и константа скорости k = 0,5 мин^-1.

Решение

Получим выражение для степени превращения:

X _A,1 = (W₀X_A,0+kV)/(kV+W₀). При X_A,0=0 это выражение преобразуется в

X _A,1 = kV/(kV+W₀) = 0,5Ч2/(0,5+ 0,5Ч2) = 0,667.