Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Оптимизация равновесных экзотермических реакций
Скорость реакции по целевому продукту выражается по законудействующих масс:
Необходимо определить температуру T проведения реакции, при которой:
Необходимое условие экстремума:
В состоянии равновесия скорость реакции W равна 0:
Получаем связь равновесной и оптимальной температур проведения реакции: откуда: После логарифмирования получаем: Откуда следует:
Задача 1 Рассчитать оптимальное время проведения химической реакции в аппарате идеального смешения, приняв в качестве критерия оптимальности выход целевого продукта P. Схема реакции:
Порядок обеих стадий реакции – первый. Константы скоростей равны:
Решение Материальный баланс по компонентам A и P:
При делении уравнений на расход реагента v получаем:
где
- среднее время пребывания реагентов в реакторе Выход продукта P выражается:
Необходимое условие существования экстремума:
Поскольку
и
Задача 2 Рассчитать оптимальное время проведения реакции в периодическом реакторе с мешалкой, использовав в качестве критерия оптимальности выход целевого продукта P. Схема реакции:
Порядок обеих стадий реакции – первый. Константы скоростей равны:
Решение Материальный баланс по компонентам A и P для периодического реактора: Начальные условия:
Первое уравнение системы – с разделяющимися переменными:
Откуда следует:
Полученное соотношение подставляется во второе уравнение системы:
При делении обеих частей полученного выражения на получаем дифференциальное уравнение относительно выхода :
С начальными условиями:
Решение полученного дифференциального уравнения стандартными методами даёт:
Необходимое условие существования экстремума:
Поскольку
получаем:
Логарифмирование последнего выражения даёт:
Подставляя
в выражение для получаем максимально возможный выход целевого продукта P для реактора периодического действия:
Задача 3 Рассчитать оптимальную температуру проведения обратимой двухкомпонентной реакции в реакторе с мешалкой, использовав в качестве критерия оптимальности выход целевого продукта P.
Порядок обеих стадий реакции – первый. Константы равны:
Значения энергий активации стадий реакции:
Время пребывания в реакторе: Решение Материальный баланс по компонентам А и P для реактора идеального перемешивания:
Из системы уравнений материального баланса определяется выражение для выхода компонента P:
где - среднее время пребывания реагентов в реакторе
Необходимое условие существования экстремума:
Приравнивая числитель последнего выражения к нулю, получаем:
Учитывая, что:
Из последнего выражения следует: или Логарифмирование последнего выражения даёт:
Подставляя численные значения параметров, получаем:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-01-08; просмотров: 64; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.2.184 (0.02 с.) |