欧美激情一区二区三区在线,免费a级毛视频,老熟女乱子伦,麻豆国产尤物av尤物在线观看,欧美国产一区二区三区激情无套

       對這類反應(yīng)，為什么需要遞降溫度序列的理由，已經(jīng)作了概要說明，本文將敘述計(jì)算序列的方法。從數(shù)學(xué)上的要求來說，這是非等溫最優(yōu)化問題中最簡單的問題。

       在前面的討論中，問題是按反應(yīng)的動力學(xué)和熱力學(xué)間相互對立的要求而提出的，但是，在工業(yè)生產(chǎn)條件下，由于通常不會達(dá)到平衡，因而，完全按動力學(xué)項(xiàng)討論似乎更好些。對放熱反應(yīng)可參考E＜E'這一實(shí)際情況進(jìn)行討論，這里E和E'分別代表正、逆反應(yīng)的活化能。這個(gè)得到的不等式，意味著升高溫度的作用，將是使逆反應(yīng)速度的增加大于正反應(yīng)速度的增加。要知道，這里是討論產(chǎn)量問題，由此在接近反應(yīng)器進(jìn)口的部位，因已生成的產(chǎn)品還很少，這時(shí)為了加速正反應(yīng)，溫度就應(yīng)該高些，以便提高單位反應(yīng)器容積的產(chǎn)量。然而，隨著仄應(yīng)產(chǎn)品的不斷積累，溫度應(yīng)予逐漸降低，因?yàn)椋@樣做的結(jié)果，是可使逆反應(yīng)速度的減慢超過正反應(yīng)速度的減慢。由此，按上所述，最優(yōu)序列是溫度從進(jìn)口到出口逐漸降低的序列。

       現(xiàn)在要回答的問題是：為達(dá)到給定產(chǎn)量的產(chǎn)品，而使反應(yīng)器的容積為最?。ɑ虼呋瘎┝孔钚。?，此時(shí)在管式反應(yīng)器的任一截面上的溫度應(yīng)為多少？

       從直觀判斷可以看出，這時(shí)的必要條件是在每一截面上的凈反應(yīng)速率（即正反應(yīng)速率減去逆反應(yīng)速率），必須是它可能的最大值。這一條件可證明如下：

G是質(zhì)量流量，Vr是使反應(yīng)器出口處產(chǎn)品組成達(dá)到y(tǒng)e所需的反應(yīng)器容積。是在一定操作壓力及一定的進(jìn)口氣體組成下的反應(yīng)速率（沿反應(yīng)器的壓力降忽略不計(jì)。注意，此處仍假定為活塞流），它只是轉(zhuǎn)化率和溫度的函數(shù)。由此

r=f(y，T)

設(shè)Tm是對特定y值時(shí)，使r具有最大值rm時(shí)的溫度T。從而對其他T值和同樣的y值

1/r＞1/rm          （9．2）

因此

這必然是準(zhǔn)確的，因?yàn)閷ν瑯拥膟值，被積函數(shù)1/r大于被積函數(shù)1/rm，當(dāng)它們在相同的y值范圍內(nèi)比較其積分值時(shí)，同樣的不等式亦必定適用。如今比較式（9．1）和（9．3），表明所有其他可能的Vr值，總是大于在反應(yīng)器所有截面上均具有最大反應(yīng)速率時(shí)所得到的值。簡單地說，如果所選的T使系統(tǒng)中每處的局部反應(yīng)速率為最大，則反應(yīng)器的尺寸為最小。

       為簡單起見，我們討論具有下列化學(xué)計(jì)量關(guān)系的氣體反應(yīng)

A+B=C+D

并假定該反應(yīng)速率可以下式表示

r=kab-k'cd

此處a，…，d是濃度。上式又可寫成

如果把適當(dāng)?shù)腪、Z'、E和E'（E'＞E）值代入上式，對一定的a，…，d值，r能標(biāo)繪成T的函數(shù)。其結(jié)果如圖58所示。圖中的三根曲線代表三組固定的濃度，及在相同的進(jìn)入氣體情況下導(dǎo)得；從曲線1至3轉(zhuǎn)化率相應(yīng)地增加。

       考察任一根曲線可見，反應(yīng)速率最初隨溫度升高而增加，待達(dá)一最大值后就迅速下降，在溫度為Te時(shí)速度變?yōu)榱?，對特定的濃度來說，這時(shí)處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)。對所有大于Te的溫度T，反應(yīng)速率為負(fù)值，這是由于式（9．4）中等號右邊的第二項(xiàng)已超過了第一項(xiàng)之故。

       前已指出，假使在各處的r均達(dá)可能的最大值時(shí)，反應(yīng)器容積就將為最小，這就相當(dāng)于圖58中所示的極大值虛線軌跡，自右上角向左下角移動的過程。該軌跡的位置可由式（9．4）對T微分，并?。?r／?T）a,b,c,d為零而求得。

       但是，如果上述方法應(yīng)用于管式反應(yīng)器的操作條件時(shí)，就不很正確了，因?yàn)?，這時(shí)的最大反應(yīng)速率不是在一定體積濃度下的最大反應(yīng)速率，而是在一定總壓及一定轉(zhuǎn)化率情況下的最大反應(yīng)速率。

       假定A和B以等分子數(shù)量進(jìn)入反應(yīng)器，且又假定為活塞流動。如果z是在某截面處的轉(zhuǎn)化率，則相應(yīng)的分子分?jǐn)?shù)為：A和B，1／2（1－z）；C和D，1／2z。假設(shè)氣體混合物是理想氣體，在該截面處的濃度

此處P和T分別為壓力和溫度。若把這些濃度公式代入式（9．4），得到

若把此式對T微分，并取導(dǎo)數(shù)等于零，便可獲得最大速率的條件為：

這里Tm是最優(yōu)溫度。正如其他場合所作的假定那樣，和exp（-E/RT）項(xiàng)相比，Z、Z'和溫度的關(guān)系可以不必考慮，這樣，上式經(jīng)適當(dāng)整理后可得

所以，對特定的反應(yīng)如果動力學(xué)參數(shù)量Z、Z'、E及E'均已知，那么，經(jīng)試差法解得該方程后，便可得到在任何轉(zhuǎn)化率值下的最優(yōu)溫度。