5.1.2. Реактор полного смешения.

Проточный реактор смешения представляет собой аппарат, в котором интенсивно перемешиваются реагенты, например, при помощи мешалки. В него непрерывно подаются реагенты и непрерывно выводятся продукты реакции. Поступающие в аппарат этого типа частицы вещества мгновенно смешиваются с находящимися в нем частицами, то есть равномерно распределяются в объеме аппарата. В итоге во всех точках реакционного объема мгновенно выравниваются параметры, характеризующие процесс. На рис 2 показаны зависимости концентрации (а), степени превращения (б), скорости реакции (в).

Рис. 2.

Характеристическое уравнение реактора полного смешения выводится на основе материального баланса. Но так как в таком аппарате концентрации реагентов одинаковы во всем объеме, то и материальный баланс составляется для всего объема. Характеристическое уравнение проточного реактора полного смешения имеет вид

Для реакций протекающих без изменения объема , тогда

Уравнения (9) и (10) позволяют по четырем величинам, например для реактора объемом V из определить пятую и т.д.

Из уравнения (9) получается характеристическое уравнение для необратимой реакции любого порядка

Для необратимой реакции нулевого порядка

Для необратимой реакции первого порядка

Вывод Математическая модель полного смешения применяют прежде всего при моделировании жидкостных реакторов с перемешивающими устройствами (пропеллерными, лопастными, якорными и другими типами мешалок), а также с пневматическим и струйно-циркуляционным перемешиванием. Реакторы с перемешивающими устройствами применяются для гомогенно-жидкостных и гетерогенных процессов в системе Ж-Т(суспензия), Ж-Ж(эмульсия), и Г-Ж. К режиму смешения по твердой фазе (в определенных условиях и по газовой) относят реакторы с кипящим слоем твердого зернистого материала: печи, контактные аппараты и др.