Задача 3. Рассчитать РИС-Н и скорость реакции SO2+0,5O2ÛSO3+Q при следующих условиях: Р - 1 ат; kto= 10 ккал/м2×град×ч; температура теплоносителя tс

Рассчитать РИС-Н и скорость реакции SO₂+0,5O₂ÛSO₃+Q при следующих условиях: Р - 1 ат; k_to= 10 ккал/м²×град×ч; температура теплоносителя t_с =15⁰С; расход потока- 50000 м³/ч; начальная температура Т₁=460⁰С; состав реакционной смеси: n_SO2-0,09; n_O2-0,11; n_N2-0,8.

1. Политермический режим:

· рассчитать объем реактора V_r и подобрать поверхность трубчатого теплообменника F_to при конечной температуре Т₂=700⁰С;

3. Изотермический режим:

· подобрать поверхность трубчатого теплообменника F_to;

4. Адиабатический режим:

· рассчитать объем реактора V_r и температуру на выходе из реактора Т_ad;

Решение

Решение выполнено в программе Mathcad [13].

1. При решении дифференциального уравнения необходимо задать начальный и конечный моменты времени t₀ и t₁, начальное значение Х при t=0 и количество шагов расчета NS. Затем определить параметры функции «rkfixed»:

· вектор начальных значений ic₀ (индекс вводится через левую квадратную скобку "[";

· производную искомой функции D(t,Y)=f(t,Y₀). Второй аргумент Y₀ должен быть вектор (индекс вводится также через "[");

· поиск r выполняется функцией «rkdixed» с указанными параметрами.

Решением является матрица, содержащая:

· количество строк равно числу заданных шагов +1 (строка начального значения);

· первый столбец содержит значение времени в заданном интервале;

· второй столбец содержит значение Х.

2. При решении системы уравнений следует ввести начальные условия по искомым компонентам, команду <Given> и получить результаты командой <Find>, введя искомые величины в круглых скобках через запятую.

Программа расчета реактора средствами Mathcad

SO2+ 0,5 O2= SO3