使用的陈甘棠第三版第三章PPT课件
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化学反应工程(第三版)陈甘棠主编第八章气液两相反应器PPT课件
（8-14）
定常态操作时，单位界面上反应量等于扩散通量，即
NA(rA )d SA n dtD LA ddA czz0
将A的浓度分布对z求导后代入上式得
式中，
N A( rA )D L LA cA 1 i b D L L D c B c B A AL i kLc A Ai
k LA
DLA L
，称为液膜传质系数。
（8-16）
1 DLBcBL bDLAcAi
，称为瞬间反应的增强系数。物理意义是气
液反应条件下组分A的消失速率与最大物理吸收速率 kLAcAi 之比。 13
式（8-15）中cAi是界面浓度，难以测定，工程设计中通常将 其换算为容易测量的pA来表示的反应速率。因为，
N AkG(A p Ap A)i( rA )kLc A A 1 ib D L L D c c B B A A L i
第八章 气液两相反应器
1
整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
2
8.1 概述
气-液相反应是一类重要的非均相反应。主要分为二种类型： （1）化学吸收： 原料气净化、产品提纯、废气处理等。 （2）制取化工产品
a.
b.
c.
（淤浆床）
A ( g b) l) B P(( r A ) k A c B c
定常态条件下，在单位面积的液膜中取一厚度为dz的微元层，对组分
A作物料衡算：
D Ld A dAc z( rA )d z D Ld A d c zAd dAc d z z
整理得
DLAdd2cz2A kcAcB 0
制药工程与设备-PPT课件
数据2：
抗生素质量百分含量为1～3％；酶为 0.1～0.5％；单克隆抗体不超过0.0001％。
第一篇 反应过程与设备
前言
反应器的重要性：核心设备，其结构、操作方式、 操作条件影响转化率、质量、成本等。
反应动力学是反应工程学的基础理论之一，主要研究 化学反应过程的速率及其影响因素。它包括两方面内容： 第一是本征动力学（微观动力学）；第二是宏观动力学 （反应器动力学）。
连续管式反应器的基础设计式
τ
Vt v0
CA0
dx xAf
A
0 ( rA )
在等容过程中，对在相同的反应条件下（即k相同）的同
一反应，达到相同的转化率，理想连续管式反应器中需要的停
留时间与间歇釜中需要的反应时间是相同的，所以，可以用间
歇反应器中的试验数据进行管式反应器的设计与放大。
对于连续管式反应器的基础设计式
如，对于一级反应有
( rA ) kCA
代入积分有
kCA0 (10 (1 xA )
11 ln
k 1 xA
讨论
nA0 V
xA dx A 0 (rA )
CA0
xA dx A 0 (rA )
从上式可以看出只要起始浓度相同，达到一定转化率所 需的反应时间，只取决于反应速度，而与处理量无关，所 以在进行间歇釜式反应器的放大时，只要保证放大后的反 应速度与小试时相同，就可以实现高倍数放大。
受温度的影响不显著，可以近似看成与温度无关。
二、间歇釜式反应器 1． 等温操作的反应时间 微元时间内反应掉组分A的摩尔数＝微元时间内组分A减少的摩尔数
( rA )Vd
dnA
dnA
nA0dxA
(rA )Vd nA0dxA
抗生素质量百分含量为1～3％；酶为 0.1～0.5％；单克隆抗体不超过0.0001％。
第一篇 反应过程与设备
前言
反应器的重要性：核心设备，其结构、操作方式、 操作条件影响转化率、质量、成本等。
反应动力学是反应工程学的基础理论之一，主要研究 化学反应过程的速率及其影响因素。它包括两方面内容： 第一是本征动力学（微观动力学）；第二是宏观动力学 （反应器动力学）。
连续管式反应器的基础设计式
τ
Vt v0
CA0
dx xAf
A
0 ( rA )
在等容过程中，对在相同的反应条件下（即k相同）的同
一反应，达到相同的转化率，理想连续管式反应器中需要的停
留时间与间歇釜中需要的反应时间是相同的，所以，可以用间
歇反应器中的试验数据进行管式反应器的设计与放大。
对于连续管式反应器的基础设计式
如，对于一级反应有
( rA ) kCA
代入积分有
kCA0 (10 (1 xA )
11 ln
k 1 xA
讨论
nA0 V
xA dx A 0 (rA )
CA0
xA dx A 0 (rA )
从上式可以看出只要起始浓度相同，达到一定转化率所 需的反应时间，只取决于反应速度，而与处理量无关，所 以在进行间歇釜式反应器的放大时，只要保证放大后的反 应速度与小试时相同，就可以实现高倍数放大。
受温度的影响不显著，可以近似看成与温度无关。
二、间歇釜式反应器 1． 等温操作的反应时间 微元时间内反应掉组分A的摩尔数＝微元时间内组分A减少的摩尔数
( rA )Vd
dnA
dnA
nA0dxA
(rA )Vd nA0dxA
《国民经济核算原理与中国实践》第三版第三章投入产出
增加值
15296 48453 28598 92347
总投入
26448 172970 58135 257553
29
中间 投入
最初 投入
R
R 4036
中间使用
G
8799
B
1149
最终使 用
小计
合计
进口 总产出
13984 12649 -543 26448
G 5473 97931 16508 119911 70899 -18137 172970
合计
11152 124517 29537 165206 111776 -19682 257553
增加值
15296 48453 28598 92347
总投入
26448 172970 58135 257553
28
中间 投入
最初 投入
R
R 4036
中间使用
G
8799
B
1149
最终使 用
小计
合计
进口 总产出
第三章 投入产出核算
• 第一节 投入产出表的结构与内涵 • 第二节 投入产出表的数据口径 • 第三节 编制投入产出表的调查方法 • 第四节 编制投入产出表的非调查方法 • 第五节 投入产出表的应用
本章学习目标
• 掌握投入产出表的基本思想及表中元 素的实际意义
• 掌握投入产出核算与国内生产总值核 算的关系
D.第一产业部门的产品提供给第三产业部 门作为生产消耗使用的数量
• 2.投入产出表的基本平衡关系有_______。 • A. 中间投入+最初投入=总投入 • B. 中间使用+最终使用-进口=总产出 • C. 中间使用+最终使用= 总产出 • D. 总投入=总产出+进口 • E. 总投入=总产出
聚合反应工程基础(全套课件567P)
聚合反应工程基础
I
1
传递过程 化学工程 （三传一反） 单元操作 化学反应工程
高分子化学 高分子物理 高分子科学与工程 聚合反应工程 聚合物加工工程
聚合反应工程
I
2
•Black box (experiential) model •Mechanism-based model
基本问题：
均相自由基均聚 均相自由基共聚 非均相自由基聚合 连续聚合 缩合聚合 Modeling？ 聚合反应速度 Computable！ 聚合物分子量及其分布 Designable！ 共聚物组成及其分布 Operable！ 聚合物粒径及粒径分布 Controllable！
均聚物：“聚（Poly）”＋单体名，如：
乙烯 聚乙烯 (Polyethylene,PE) 甲酯聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate, PMMA)
甲基丙烯酸
也有以假想单体为基础命名，如聚 乙烯醇(polyvinyl alcohol)
[CH2
CH] n OH
乙烯醇为假想的单体，聚乙烯醇实际上是聚醋酸乙烯(polyvinyl acetate)的水解产物。 I
甘油+ 邻苯二甲酸酐
合成橡胶：
丁二烯(Butadiene)+ 苯乙烯(Styrene) 丁二烯(Butadiene)+ 丙烯腈(Acrylonitrile) 乙烯(ethylene)+丙烯(propylene)
I
乙丙橡胶(EPR)
15
1.1.1 高分子化合物的分类和命名
2) 以高分子链的结构特征命名
4. N.A.Dotson et al., “Polymerization Process Modeling”, VCH,
I
1
传递过程 化学工程 （三传一反） 单元操作 化学反应工程
高分子化学 高分子物理 高分子科学与工程 聚合反应工程 聚合物加工工程
聚合反应工程
I
2
•Black box (experiential) model •Mechanism-based model
基本问题：
均相自由基均聚 均相自由基共聚 非均相自由基聚合 连续聚合 缩合聚合 Modeling？ 聚合反应速度 Computable！ 聚合物分子量及其分布 Designable！ 共聚物组成及其分布 Operable！ 聚合物粒径及粒径分布 Controllable！
均聚物：“聚（Poly）”＋单体名，如：
乙烯 聚乙烯 (Polyethylene,PE) 甲酯聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate, PMMA)
甲基丙烯酸
也有以假想单体为基础命名，如聚 乙烯醇(polyvinyl alcohol)
[CH2
CH] n OH
乙烯醇为假想的单体，聚乙烯醇实际上是聚醋酸乙烯(polyvinyl acetate)的水解产物。 I
甘油+ 邻苯二甲酸酐
合成橡胶：
丁二烯(Butadiene)+ 苯乙烯(Styrene) 丁二烯(Butadiene)+ 丙烯腈(Acrylonitrile) 乙烯(ethylene)+丙烯(propylene)
I
乙丙橡胶(EPR)
15
1.1.1 高分子化合物的分类和命名
2) 以高分子链的结构特征命名
4. N.A.Dotson et al., “Polymerization Process Modeling”, VCH,
中职教育-烹饪原料知识(第三版劳动版)课件：第三章 果品类原料(二).ppt
6
6.荔枝干
鲜荔枝经自然干燥法干制而成荔枝干。 【产 地】福建、台湾、广西和广东为主要产区，以广东所产最多最好。 【产 季】夏初。 【特征特点】荔枝干是用鲜荔枝经晒干或火焙方法制成，干荔枝肉色金黄，口味清甜。 【烹调用途】多用于甜菜或制作点心馅料。 【品质鉴选】以壳薄、色艳、肉厚、味香、清甜者为佳。 【保鲜方法】冷藏、气调储存法。
12
6.莲子
莲子又称莲实。 【产 地】湖南、湖北、福建、江苏、浙江、江西等省出产。 【产 季】夏秋两季。 【特征特点】莲子是莲的成熟种子。 莲子果呈卵圆形，两头略尖，表皮红棕色或黄棕色 ，有皱纹，紧贴于种仁上，不易剥离; 一端有深红棕色凸起，多有裂口; 去皮后呈黄白色，种 仁两片,肥厚，质坚硬，中央含有绿色胚芽，味甘淡，含丰富的淀粉,口感软糯爽口。 莲子果实 依出产季节的不同，分为夏莲和秋莲; 按皮色可分为红莲和白莲; 按种植地和种植方法的不同 ，分为家莲、湖莲和田莲。 【烹调用途】莲子干、鲜均可应用，适于蒸、煨、烩、煮、扒、拔丝、蜜汁等烹调方法 ，可作为菜肴的配料，也可用于制糕点的馅心。 【品质鉴选】以颗粒饱满、粒大质重、肉厚色白、干爽洁净、无杂质异味者为最佳。 【注意事项】使用莲子时需除去莲心。 【保鲜方法】气调储存法。
4
4.柿饼
柿饼是用柿子去湿加工制作而成的一种干果。 【产 地】山东、河北、河南、山西、陕西等省。 【产 季】秋季。 【特征特点】柿饼是由鲜柿烫去表皮后加工而成的干 制品，其形扁平、圆形，表面有白色柿霜，肉色深橘红，口 感软糯，味甜。 【烹调用途】多用于甜菜和点心馅料的制作。 【品质鉴选】以个儿大圆整，边缘厚而不裂，柿霜厚 白，肉色深橘红，无核或少核，肉质软糯，香甜无涩味者为 最佳。 【注意事项】空腹食用不宜太多。 【保鲜方法】气调储存法。
6.荔枝干
鲜荔枝经自然干燥法干制而成荔枝干。 【产 地】福建、台湾、广西和广东为主要产区，以广东所产最多最好。 【产 季】夏初。 【特征特点】荔枝干是用鲜荔枝经晒干或火焙方法制成，干荔枝肉色金黄，口味清甜。 【烹调用途】多用于甜菜或制作点心馅料。 【品质鉴选】以壳薄、色艳、肉厚、味香、清甜者为佳。 【保鲜方法】冷藏、气调储存法。
12
6.莲子
莲子又称莲实。 【产 地】湖南、湖北、福建、江苏、浙江、江西等省出产。 【产 季】夏秋两季。 【特征特点】莲子是莲的成熟种子。 莲子果呈卵圆形，两头略尖，表皮红棕色或黄棕色 ，有皱纹，紧贴于种仁上，不易剥离; 一端有深红棕色凸起，多有裂口; 去皮后呈黄白色，种 仁两片,肥厚，质坚硬，中央含有绿色胚芽，味甘淡，含丰富的淀粉,口感软糯爽口。 莲子果实 依出产季节的不同，分为夏莲和秋莲; 按皮色可分为红莲和白莲; 按种植地和种植方法的不同 ，分为家莲、湖莲和田莲。 【烹调用途】莲子干、鲜均可应用，适于蒸、煨、烩、煮、扒、拔丝、蜜汁等烹调方法 ，可作为菜肴的配料，也可用于制糕点的馅心。 【品质鉴选】以颗粒饱满、粒大质重、肉厚色白、干爽洁净、无杂质异味者为最佳。 【注意事项】使用莲子时需除去莲心。 【保鲜方法】气调储存法。
4
4.柿饼
柿饼是用柿子去湿加工制作而成的一种干果。 【产 地】山东、河北、河南、山西、陕西等省。 【产 季】秋季。 【特征特点】柿饼是由鲜柿烫去表皮后加工而成的干 制品，其形扁平、圆形，表面有白色柿霜，肉色深橘红，口 感软糯，味甜。 【烹调用途】多用于甜菜和点心馅料的制作。 【品质鉴选】以个儿大圆整，边缘厚而不裂，柿霜厚 白，肉色深橘红，无核或少核，肉质软糯，香甜无涩味者为 最佳。 【注意事项】空腹食用不宜太多。 【保鲜方法】气调储存法。
中职教育-烹饪原料加工技术(第三版劳动版)课件：第三章 分档去料与整料出骨.ppt
6
第一节 分档取料
3.鸡翅、鸡胸脯
鸡翅膀的皮与肌肉均很细嫩，鸡脯肉筋少肉厚、细嫩。鸡 翅有良好的口感，一般不宜剔骨出肉，常用于烧、烩、炖、焖 、酱、卤等烹调方法。鸡脯肉一般可加工成片、丝、条、丁和 制鸡茸等，适用于爆、炒、煎、氽、熘等烹调方法。
【分档取料方法】左手握住鸡翅，右手执刀，沿着翅骨与 鸡体骨骼的连接处下刀，割断筋膜，左手将翅用力向后拉，使 翅膀与胸脯肉一同拉下，脱离鸡体。
4.鸡里脊
鸡里脊是鸡身上最细嫩的部分。可用于爆、炒、烩、氽等烹调方法。 【分档取料方法】先用刀劈开鸡的锁骨，刀刃要紧贴胸骨，将里脊与胸骨划开，左手抓住里 脊肉趁势往后拉。用同样的方法，拆下另一条里脊肉。
7
第一节 分档取料
5.背脊肉
鸡背脊肉无筋，肉质不老不嫩，适用于爆、炒类菜肴。 【分档取料方法】用刀跟在鸡背脊凹陷处刮一下，即可得 到两块背脊肉。
宜熘、炒
前夹
又称牛肩肉，包裹肩 胛骨
为前夹上一块双层方片
形肌肉，体厚、纤维细、 无筋，习惯叫梅子头， 宜酱、卤、焖、炖
相邻的一块纹细无筋的 肉叫梅心，质地较好
15
第一节 分档取料
四、牛肉的分档取料
部位
部位描述
特征
烹饪用途
胸口
在两前腿中间
脂肪多，肉质粗
宜熘、炖、烧
肋条
肋条肉中有许多筋膜和 脂肪
一般用于炖、烧
多做烧、卤、凉拌等用
13
第一节 分档取料
四、牛肉的分档取料
14
第一节 分档取料
四、牛肉的分档取料
部位
部位描述
特征
烹饪用途
牛头
皮、骨、筋多，肉少
一般酱制、卤制或凉拌
颈肉
第一节 分档取料
3.鸡翅、鸡胸脯
鸡翅膀的皮与肌肉均很细嫩，鸡脯肉筋少肉厚、细嫩。鸡 翅有良好的口感，一般不宜剔骨出肉，常用于烧、烩、炖、焖 、酱、卤等烹调方法。鸡脯肉一般可加工成片、丝、条、丁和 制鸡茸等，适用于爆、炒、煎、氽、熘等烹调方法。
【分档取料方法】左手握住鸡翅，右手执刀，沿着翅骨与 鸡体骨骼的连接处下刀，割断筋膜，左手将翅用力向后拉，使 翅膀与胸脯肉一同拉下，脱离鸡体。
4.鸡里脊
鸡里脊是鸡身上最细嫩的部分。可用于爆、炒、烩、氽等烹调方法。 【分档取料方法】先用刀劈开鸡的锁骨，刀刃要紧贴胸骨，将里脊与胸骨划开，左手抓住里 脊肉趁势往后拉。用同样的方法，拆下另一条里脊肉。
7
第一节 分档取料
5.背脊肉
鸡背脊肉无筋，肉质不老不嫩，适用于爆、炒类菜肴。 【分档取料方法】用刀跟在鸡背脊凹陷处刮一下，即可得 到两块背脊肉。
宜熘、炒
前夹
又称牛肩肉，包裹肩 胛骨
为前夹上一块双层方片
形肌肉，体厚、纤维细、 无筋，习惯叫梅子头， 宜酱、卤、焖、炖
相邻的一块纹细无筋的 肉叫梅心，质地较好
15
第一节 分档取料
四、牛肉的分档取料
部位
部位描述
特征
烹饪用途
胸口
在两前腿中间
脂肪多，肉质粗
宜熘、炖、烧
肋条
肋条肉中有许多筋膜和 脂肪
一般用于炖、烧
多做烧、卤、凉拌等用
13
第一节 分档取料
四、牛肉的分档取料
14
第一节 分档取料
四、牛肉的分档取料
部位
部位描述
特征
烹饪用途
牛头
皮、骨、筋多，肉少
一般酱制、卤制或凉拌
颈肉
化学反应工程陈甘棠第四章课件
2019/11/27
r
2 rudr
F t
0 R
2 rudr
0
r
0
1
r R
2
rdr
R
0
1
r R
2
rdr
1
1
r R
2
2
1
u
u
max
3 流体在圆管内作层流流动时的停留时间分布
当流体在管内作层流流动时，管内流速随距管轴心的
速度分布为：
uumax1Rr 2
平均流速： u0.5umax
在管出口的流体质点在管内的停留时间t
2019/11/27
tL
L
u
umax1
r
2
R
平均停留时间：t L LA
t
0 tt
Ft Etdt t t dt
0
0
1 tt
数字特征为：
t2
t
t
dt
2
tt 0
0
2 0
表明所有的流体粒子在反应器内的停留时间相同。
方差越小，说明分布越集中，分布曲线就越窄，停留 时间分布方差等于零这一特征说明系统内不存在返混。
cA 81.3333
c A dt
0
2019/11/27
Et 4 0.0492
t5 81.3333
t
Ft Etdt
0
F t
化学反应工程陈甘棠第三章课件
的几何尺寸并进行某些经济评价。
2020/3/30
间歇式完全混合（无返混）
理想混合反应器 （完全混合）
理想反应器
连续式完全混合（返混程度最大）
平推流反应器 （无返混）
2020/3/30
返 混：不同停留时间的粒子间的混合 平推流：反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动，
所有的物料在器内具有相同的停留时间。
2020/3/30
1 物料衡算
单位时间
单位时间
单位时间
A在反应
输入的物 _ 输出的物 _ 内反应掉 = 器内积累
料A量
料A量
的A量
速率
对于间歇釜式反应器： 输入=输出=0
假设釜的有效反应容积为VR ，单位时间内反应掉的A量
为： (rA)VR
积累 dn A dVR cA
dt
dt
2020/3/30
t 0 ,c A c A 0 ,x A 0 ,T T 0
与设计方程联立，用龙格库塔法求解
对于绝热操作：U0
积分：
2020/3/30
ddT tcH vrcA0ddA xt
t 0 ,T T 0 ,xAxA 0
TT 0 c H vrcA 0xAxA 0
3 反应容积的计算
V RQ 0tt0
t ：反应时间 t 0 ：辅助时间
求反应时间
2020/3/30
先将题给的速率方程变换成转化率的函数：
c A c A 0 1 x A cBcB 0cA 0cA
cRcA0xA
cScS0cA 0xA
代入速率方程，整理后得：
式中：
2020/3/30
r A k 1 a 2 b x A c x c A 0 2
2020/3/30
间歇式完全混合（无返混）
理想混合反应器 （完全混合）
理想反应器
连续式完全混合（返混程度最大）
平推流反应器 （无返混）
2020/3/30
返 混：不同停留时间的粒子间的混合 平推流：反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动，
所有的物料在器内具有相同的停留时间。
2020/3/30
1 物料衡算
单位时间
单位时间
单位时间
A在反应
输入的物 _ 输出的物 _ 内反应掉 = 器内积累
料A量
料A量
的A量
速率
对于间歇釜式反应器： 输入=输出=0
假设釜的有效反应容积为VR ，单位时间内反应掉的A量
为： (rA)VR
积累 dn A dVR cA
dt
dt
2020/3/30
t 0 ,c A c A 0 ,x A 0 ,T T 0
与设计方程联立，用龙格库塔法求解
对于绝热操作：U0
积分：
2020/3/30
ddT tcH vrcA0ddA xt
t 0 ,T T 0 ,xAxA 0
TT 0 c H vrcA 0xAxA 0
3 反应容积的计算
V RQ 0tt0
t ：反应时间 t 0 ：辅助时间
求反应时间
2020/3/30
先将题给的速率方程变换成转化率的函数：
c A c A 0 1 x A cBcB 0cA 0cA
cRcA0xA
cScS0cA 0xA
代入速率方程，整理后得：
式中：
2020/3/30
r A k 1 a 2 b x A c x c A 0 2
化学反应工程第三版陈甘棠主编课件省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖PPT课件
粒带出。
23/90
7.3 流化床中传递过程
7.3.1 床层与外壁间传热 床层内传热主要包含：固体颗粒之间、颗粒与流体之间、床层与
换热面之间传热。因床内温度均一，前二项可忽略。
床层与换热面之间传热系数由下式定义
q hw AwT
（7-59）
式中，Aw —— 传热面积；ΔT —— 床层与壁面间平均温差。
隙率，其值与颗粒直径和形状等相关，也可由手册查取。若查不到，
可由以下二式估算。
5/90
1
S
3 mf
14 ,
1 mf
2 S
3 mf
11
（7-5）
式（7-5）代入式（7-2）可导出
d pumf
33.72
0.0408
d
3 p
(
p 2
)
g
1/
2
33.7
（7-6）
小颗粒，ReP<20时，欧根公式中第一项可忽略，式（7-2）简化为：
14/90
（3）气泡云与尾涡 （i）气泡云相对厚度
RC Rb
2
ubr ubr
uf uf
RC Rb
3
ubr 2u f ubr u f
(二维床） (三维床）
式中，
为乳相中真实气速。
注意：气泡云实际厚度为RC－Rb。
（ii） 气泡中气体穿流量
q 4umf Rb 4u f mf Rb q 3umf Rb2 3u f mf Rb2
（2）计算床层中心垂直管壁给热系数
床层中心：cR=1，将数据代入式（7-63）计算得
hw d P
0.01844(1)(1
0.7)
1.003
0.5
0.43
23/90
7.3 流化床中传递过程
7.3.1 床层与外壁间传热 床层内传热主要包含：固体颗粒之间、颗粒与流体之间、床层与
换热面之间传热。因床内温度均一，前二项可忽略。
床层与换热面之间传热系数由下式定义
q hw AwT
（7-59）
式中，Aw —— 传热面积；ΔT —— 床层与壁面间平均温差。
隙率，其值与颗粒直径和形状等相关，也可由手册查取。若查不到，
可由以下二式估算。
5/90
1
S
3 mf
14 ,
1 mf
2 S
3 mf
11
（7-5）
式（7-5）代入式（7-2）可导出
d pumf
33.72
0.0408
d
3 p
(
p 2
)
g
1/
2
33.7
（7-6）
小颗粒，ReP<20时，欧根公式中第一项可忽略，式（7-2）简化为：
14/90
（3）气泡云与尾涡 （i）气泡云相对厚度
RC Rb
2
ubr ubr
uf uf
RC Rb
3
ubr 2u f ubr u f
(二维床） (三维床）
式中，
为乳相中真实气速。
注意：气泡云实际厚度为RC－Rb。
（ii） 气泡中气体穿流量
q 4umf Rb 4u f mf Rb q 3umf Rb2 3u f mf Rb2
（2）计算床层中心垂直管壁给热系数
床层中心：cR=1，将数据代入式（7-63）计算得
hw d P
0.01844(1)(1
0.7)
1.003
0.5
0.43
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t V
反应器容积
v 通过反应器物料的流体率积
2021
• 对连续操作的反应器，另两个常用的名词 是空时与空速。
• 空时：在规定条件下，进入反应器的物料
通过反应器体积所需的时间，用符号τ表
示。
反应器容积
V
进料的体积流率 v0
• 即：若空时为2h，意味着，在规定条件下， 每2h就有相当于一个反应器体积的物料通 过反应器
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化学反应工程的课程体系 先按化学反应的不同特性做大的区分，
再按装置的不同特性作为进一步的区分。
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• 3Байду номын сангаас1概述
讨论均相反应过程的目的，在于介绍工业 均相反应过程的开发及均相反应器设计计算 中有关的基本原理和方法需要解决大致3类 问题：
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1、如何通过实验建立反应的动力学并加 以应用
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返 混：不同停留时间的流体颗粒之间 的混合
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• 流动状况——复杂因素 • 反应器在设计计算时，必须先对物料在
反应器中的流动状况进行分析。本章只 就两种极端的情况——理想流动状况进 行分析。
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理想反应器的内涵
• 理想的间歇式反应器：温度和浓度均一 • 理想的连续流动式反应器 ※平推流反应器：无返混
•
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全混流模型CSTR ：（理想混合流、完全 混合流）：物料进入反应器后，在一瞬 间，进入反应器的新鲜物料和反应器内 的物料达到完全混合；物料参数（浓度、 温度）处处相同，且等于出口处的参数； 返混为无穷大。
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间歇操作的搅拌釜 批次生产，用于处理液相系
统、多品种、小批量的制药、 染料等的生产。
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连续操作的搅拌釜 用于均相或非均相的液相 系统，如聚合反应等。多 釜连续操作、多釜串联操 作。 管式反应器
多用于大规模的气相或 液相反应，如石油气裂解 用的裂解炉
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• 2、关于反应时间的基本问题
从反应物料加入反应器后实际进行反应 时算起至反应到某一时刻所需的时间，称 为反应时间t。 而停留时间则指 从反应物料进入反应器时 算起至离开反应器为止经历的时间。
2、如何根据反应的特点与反应器的性能 选择反应器型式及操作方式
3、如何计算等温与非等温过程的反应器 大小及其生产能力
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1、关于反应器设计与流动的基本问题 1）根据化学反应的动力学特性来选择合适的反 应器形式；
2）结合动力学和反应器两方面特性来确定操作 方式和优化的操作设计；
3）根据给定的产量对反应装置进行设计计算， 确定反应器的几何尺寸2并021 进行某些经济评价。
2021
空速：在规定条件下，单位时间进入反应器的 物料体积相当于几个反应器的容积，或理解为 单位时间通过单位反应器容积的物料体积，用 符号SV表示。
SV v0 1
V
FA0 C A0V
即：若空速为2h，那就意味着在规定条件下， 每小时进入反应器的物料相当于2个反应器体 积
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• 一般空时或空速是指标准状态下的值， 不注明温度和压力的条件以便于相互比 较，但也可以与实际温度和压力下的空 时或空速值相互比较。
优点：操作灵活，适应不同操作条件与不同 产品品种，适用于小批量、多品种，反应时 间较长的产品生产。
缺点：不能连续操作，装填料需要较多人力 物力、耗费较多的非生产时间。
应用：精细合成液-液均相或非均相反应； 有色冶金、化学矿加工中的液-固相反应， 生物反应中的微生物发酵反应，聚合物生产 中的乳液、悬浮液聚合，油脂加氢等反应
在前述的间歇反应器中，从加料、进行 反应到反应完成后卸料，所有物料颗粒的 停留时间及反应时间都相同。连续流动反 应器中的平推流反应器也是如此。
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• 但对不是平推流的连续操作的反应器，由 于同时进入反应器的物料颗粒在反应器中 的停留时间可能有长有短，因而形成一个 分布，称为“停留时间分布”。这时常常 用平均停留时间来表述，即不管同时进入 反应器的物料颗粒的停留时间是否相同， 而是根据体积流率和反应器容积进行计算
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1、物料衡算
单位时间
• 同样的空速或空时，对于不同直径的反 应器来说，流体的线速率是不同的，因 此只是工艺上的指标，并不严格。
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在连续操作的反应器中，对于恒容过程，物 料的平均停留时间也可以看做是空时，两者 在数值上是等同的；而若为变容过程，在一 定反应器体积VR下，按初始的进料率 v 0 计算 的平均停留时间，并不等于体积起变化时的 真实平均停留时间。在应用时要加以留意。
a
t
c
h
间歇操作的充分反应器。
R
用于液相反应。 在反应过程中没有进出料。
e
反应器内物料充分混合，器
a
内各点温度浓度相同。不需
c
考虑热量传递
t
间歇操作，需要辅助生产时 间。
o
化学实验室内装有电动搅拌装置的玻 璃三口烧瓶即和釜式反应器极为相似， 故可用三口烧瓶进行反应开发、操作 条件及动力学研究，便于移植于工业 反应器中进行生产。
※全混流反应器：返混为无穷大
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间歇式完全混合（无返混）
理想混合反应器 （完全混合）
理想反应器
连续式完全混合（返混程度最大）
平推流反应器 （无返混）
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• 平推流（活塞流PFR）：反应物料以相同 的流速和一致的方向进行移动， 在整个 截面上各处的流速完全相等。所有的物料 在反应器内具有相同的停留时间，无返混。
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3.2简单反应器
• 反应器设计计算所涉及的基本方程式， 就是反应动力学方程式与物料衡算式、 热量衡算式等的结合。对等温恒容过程， 一般只需动力学方程式结合物料衡算式 即可求解。本节讨论三种比较简单的反 应器-间歇釜式反应器、全混流釜式反应 器、平推流管式反应器的计算
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3.2.1 间歇式完全混合反应器
• 本章讨论的反应器内容是几种典型的均 相反应装置的性能特征及其计算方法。
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反应器的特性
• 流动状态——流体流动方向上的速率分布 • 混合状态——返混程度 • 传热特性——等温与非等温操作
这些特性随反应器的几何结构和几何尺寸而异
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• 物料在反应器中的流动与混合情况，按照 流体流动的机理，一般区分为层流与湍流 两种流型。如在层流时，在圆形导管横截 面上呈抛物线的速率分布。流速不同，说 明物料颗粒在反应器中的停留时间不一。