Рассчитать объемы РИС – Н и РИВ до достижения заданной степени превращения и сравнить. 2

Рассчитать объемы РИС – Н и РИВ до достижения заданной степени превращения и сравнить их объемы. Схема реакции: А R. Исходные данные Вариант 1 Объемный расход реагента А, GVA0, м3/час 7,5 Степень превращения ХA 0,58 Начальная концентрация реагента А в исходном потоке СA0, моль/ л 3,2 Константа скорости k, л2/моль2*мин. 1,8 Число реакторов в каскаде, m 2 Уравнение скорости υ=k·CA 3

Расчет реактора РИС – Н.
Объем реактора:
.
Уравнение скорости реакции (реакция третьего порядка):
.
Рассчитаем скорость реакции:
моль/л∙мин.
Тогда объем реактора РИС – Н равен:
м3 или 53 л.
Расчет реактора РИВ.
Объем реактора рассчитывается по уравнению:
.
Уравнение скорости реакции (реакция первого порядка):
.
Найдем значение интеграла графическим методом . Для этого построим график зависимости от . Принимает значение с шагом 0,1 и дополнительной точкой со значением, рассчитаем скорость реакции и обратное значение скорости . Результаты расчета представлены в таблице 2.
Таблица 2. Зависимость скорости реакции от степени превращения
Расчетные величины Число точек
1 2 3 4 5 6 7
0,00 0,08 0,18 0,28 0,38 0,48 0,58
, моль/л∙мин
58,98 45,93 32,52 22,02 14,06 8,29 4,37
, л∙мин/моль 0,017 0,022 0,031 0,045 0,071 0,121 0,229
Построим график зависимости обратной скорости от степени превращения и рассчитаем площадь под кривой.
Рисунок 2.График зависимости обратной скорости реакции от степени превращения
Единицей измерения площади выбираем прямоугольник и определяем его площадь путем умножения значений сторон с учетом размерности:
л∙мин/моль∙см2.
Находим площадь умножением полученной суммы на масштаб:
.
Площади под кривой равна л∙мин/моль.
Тогда объем реактора:
м3 или 240 л.
Ответ: сравнивая объемы двух реакторов можно сделать вывод, что реактор РИС – Н более эффективен, чем реактор РИВ.

. Для этого построим график зависимости от . Принимает значение с шагом 0,1 и дополнительной точкой со значением, рассчитаем скорость реакции и обратное значение скорости . Результаты расчета представлены в таблице 2.
Таблица 2. Зависимость скорости реакции от степени превращения
Расчетные величины Число точек
1 2 3 4 5 6 7
0,00 0,08 0,18 0,28 0,38 0,48 0,58
, моль/л∙мин
58,98 45,93 32,52 22,02 14,06 8,29 4,37
, л∙мин/моль 0,017 0,022 0,031 0,045 0,071 0,121 0,229
Построим график зависимости обратной скорости от степени превращения и рассчитаем площадь под кривой.
Рисунок 2.График зависимости обратной скорости реакции от степени превращения
Единицей измерения площади выбираем прямоугольник и определяем его площадь путем умножения значений сторон с учетом размерности:
л∙мин/моль∙см2.
Находим площадь умножением полученной суммы на масштаб:
.
Площади под кривой равна л∙мин/моль.
Тогда объем реактора:
м3 или 240 л.
Ответ: сравнивая объемы двух реакторов можно сделать вывод, что реактор РИС – Н более эффективен, чем реактор РИВ.