A folyamatos csőreaktor egy másik kifejezés a dugós áramlású reaktormodellre, vagy a PFR-re. Vegyünk néhány példát a használatban lévő dugós áramlású reaktor elméletére, formájára és elrendezésére.
3 A dugós áramlású reaktorok példái az alábbiakban találhatók:
- Zuhanyfüggöny
- Egy fürdőkád falai
- Egy kanyonfal szivárog
Zuhanyfüggöny
A legjobb zuhanyfüggönyök a kezeletlen pamutvászonból, kenderből vagy nejlonból készült zuhanyfüggönyök, amelyek megakadályozzák, hogy a víz a zuhanyon kívül lövelljen. A kanócokhoz hasonlóan a zuhanyfüggönyök az anyagon keresztül lefelé vezetik a vizet a kádba. Bélés nem szükséges. Zuhanyozás után tárja szét a függönyt, és akassza ki a kádból, hogy megszáradjon.
Egy fürdőkád falai
A fürdőkád vagy zuhanyzó falait letisztult felület védi a víztől és a nedvességtől, amely művészi élt és színt kölcsönöz a fürdőszobának. Az akril népszerűsége az elmúlt néhány évben nőtt, mint a fürdőkádfalak legjobb anyaga. Befedni egy régi kádat, lepedőt PVC a műanyagot vagy az akrilt kád méretűre öntik, ráhelyezik, majd leragasztják.
Egy kanyonfal szivárog
Az erózió a kanyonok fő oka. Egy folyó folyó vize több ezer vagy millió év alatt erodálja vagy koptatja a talajt és a sziklákat, hogy völgyet hozzon létre. A nedvesebb területekről érkező eső vagy olvadó hó által szállított sebes patakok a legnagyobb és legismertebb kanyonokat vájták ki a száraz terepen.
Plug flow reaktor alkalmazás
A reagensek és termékek átáramlására szolgáló nyílásokkal ellátott hengeres cső alkotja a dugós áramlású reaktorokat. Beszéljük meg a dugós áramlású reaktor alkalmazását.
- Ipari környezetben dugós áramlású reaktorokat alkalmaznak, ha egy kémiai reakció jelentős mennyiségű reaktort tesz szükségessé hőtermelő vagy robbanásveszélyes energia.
- A komponensek statikus keveredésének biztosítására dugós áramlású reaktorokat alkalmaznak.
- Plug-flow reaktorokban biztonságos volt a hőátadás a műszer és környezete között.
- Jelenleg, bio-dízel és más újrahasznosítási mechanizmussal rendelkező bioüzemanyagokat dugós áramlású reaktorok segítségével állítanak elő. Állandósult működése miatt a dugós áramlású reaktort leginkább bioenergia előállítására részesítik előnyben. Ezenkívül nincs szükség keverésre vagy terelőelemekre a dugaszoló reaktorban.
A dugós áramlású reaktorok jellemzően állandósult állapotban működnek. Ahogy a reagensek lefelé haladnak a reaktor hosszában, folyamatosan elfogynak.
Dugaszolható reaktor működik
Vegyes áramlásban a reakciósebesség gyorsan alacsony értékre csökken, míg dugós áramlásban a reakciósebesség fokozatosan csökken a rendszerben. Nézzük a dugós áramlási reaktor működését.
- A dugóáramú reaktoron átáramló folyadékot végtelenül vékony és egyenletes összetételű koherens dugók gyűjteményeként modellezzük.
- Mindegyik dugó egyedi összetételű, mint az előtte és utána, ahogy a reaktor tengelyirányában mozognak.
- Az alapfeltevés az, hogy amikor egy dugó áthalad a PFR-en, a folyadék tökéletesen keveredik radiális irányban, de axiális irányban egyáltalán nem keveredik (nem az elemmel felfelé vagy lefelé).
- Ennek eredményeként minden egyes dugót különálló egységként kezelünk, és korlátlan ideig kis szakaszos reaktorként funkcionál, amelynek keverése megközelíti a nulla térfogatot.
- A dugóelem tartózkodási idejét a reaktorban elfoglalt helyzetéből számítják ki, amikor lefolyik a dugós áramlási reaktoron.
- A tartózkodási idő eloszlása következésképpen egy impulzus az ideális dugaszolható reaktor összetételében (kicsi, keskeny tüskefüggvény).
A fontos reaktorváltozók, köztük a reaktor méretének becsléséhez a dugóáramú reaktormodellt használják a cső alakú kémiai reaktorok viselkedésének előrejelzésére.
Plug flow reaktor kialakítása
A reaktoron áthaladó tömeg pontos tartózkodási ideje eltér a CSTR átlagos tartózkodási idejétől egy ideális dugós áramlású reaktorban. Nézzük a dugós áramlású reaktor elrendezését.
- A dugattyús áramlású reaktorok dugattyús áramlású reaktorok, slug flow reaktorok, tökéletes csőáramlású reaktorok és keveretlen áramlású reaktorok néven is ismertek.
- A dugós áramlású reaktor mintázata dugós áramlás.
- A dugós áramlású reaktoron keresztüli rendezett folyadékáramlást úgy definiálják, hogy a folyadékelem nem halad át vagy keveredik más elemmel az előtte vagy mögötte.
- Dugós reaktorban a folyadék valóban oldalirányban keveredhet, de keveredésnek vagy diffúziónak is kell lennie az áramlási útvonalon.
- Az egyes folyadékelemek egyenlő tartózkodási ideje a reaktorban szükséges és elégséges feltétele a dugós áramlásnak.
Plug flow reaktor diagram
A dugós áramlású rendszerekben a gyors reakciós technika a folyamatos áramlású gyors kinetikai rendszeren alapul. Itt van egy dugós áramlású reaktor diagramja.
Az időintervallum az áramlási sebességből határozható meg, ha ismert a reakció kezdőpontja és a termékdetektor közötti távolság. A legnagyobb hozam eléréséhez szükséges idő a távolság beállításával kiszámítható.
Dugós áramlású reaktor képlete
Az a tény, hogy az anyag átfolyik egy dugós áramlású reaktoron, a legfontosabb jellemzője. Nézzük meg a dugós áramlású reaktor képletét.
- Mivel a dugós áramlású reaktorban a folyadék összetétele az áramlási csatorna mentén változik, a reakciókomponens anyagmérlegének figyelembe kell vennie a dV térfogatkülönbséget.
- (A reagens áramlási sebessége a térfogatelembe) = (A reagens kiáramlásának sebessége a térfogatelemből) + (A reagens veszteség sebessége kémiai reakció a térfogatelemen belül) + (A reagens felhalmozódási sebessége a térfogatelemben)
- Ennek eredményeként az A reaktáns tömegmérlegének egyenlete nullára megoldódik.
- Bemenet = kimenet + reakció + felhalmozódás + eltűnés.
- Most, FA = (FA + dFA)+(-rA)dV, Semmi az, dFA = d[FA0 (1-XA)] = -FA0dXA, Cserekor kapunk, -FA0dXA = (-rA)dV.
- A dV térfogatú reaktor differenciálszakaszában az A egyenlete tehát ez.
- A kifejezést a teljes reaktorra integrálni kell.
- FA0, az előtolási sebesség, most állandó, de egyértelmű, hogy rA az anyagkoncentrációtól vagy konverziótól függ.
- Ha a kifejezéseket megfelelően csoportosítjuk, azt kapjuk,
- Egy adott betáplálási sebesség és szükséges konverzió esetén a fent említett egyenlet lehetővé teszi a reaktor méretének becslését.
- Ha az átalakítás alapjául szolgáló betáplálás, a 0 alsó index, részlegesen átalakítva, alsó indexként lép be a reaktorba, és az f alsó indexszel jelölt konverziónál távozik, akkor a dugós áramlású reaktorok általánosabb kifejezéseként kapjuk:
- Az állandó sűrűségű rendszer speciális esetére XA= 1 – CA/CA0 és dXA = dCA/ CA0.
- Ebben az esetben a teljesítményegyenlet ábrázolható a koncentráció vagy a koncentráció függvényében
Plug flow reaktor modell
A dugós áramlású reaktorokban a hőmérséklet nehezen kezelhető, és kedvezőtlen hőmérsékleti gradienseket eredményezhet. Nézzük először a dugós áramlású reaktor modelljét.
- A cső belsejében lezajló kémiai folyamatokat dugós áramlású reaktorral modellezik.
- A reaktor tervezési folyamatában használható idealizált példa a dugós áramlású reaktor.
- Ez a blog azt feltételezi, hogy a dugós áramlású reaktormodell adiabatikus és állandó nyomáson működik.
- Az egyetlen lejátszódó reakció a gázfázis bomlás folyamat, amely az A -> 2B + C képletet követi.
Ezenkívül a CSTR karbantartásánál drágább a dugós áramlású reaktor karbantartása. Az újrahasznosítási hurok lehetővé teszi, hogy a dugós áramlású reaktor hasonlóan működjön, mint a CSTR.
Következtetés
Ebből a tanulmányból arra a következtetésre juthatunk, hogy mivel a dugós áramlású reaktorok létfontosságú eszközök az előrejelzéshez, óvatosan kell eljárni, mivel a valós áramlási rendszerek jelentős eltéréseket mutatnak a tartózkodási időkben. Az áramlásos reaktorok méretezésekor a tartózkodási idő eloszlása az egyik szempont, amelyet figyelembe kell venni.
Szia..Indrani Banerjee vagyok. Gépészmérnöki diplomámat végeztem. Lelkes ember vagyok, és olyan ember vagyok, aki pozitívan áll hozzá az élet minden területéhez. Szeretek könyveket olvasni és zenét hallgatni.