5.2.6. Отклонения реальных реакторов от идеализированных.
При расчете реальных аппаратов по приведенным выше уравнениям необходимо введение соответствующих поправок на степень не идеальности потока. Для получения информации о течениях потока в реакторе необходимо проследить путь каждого элементарного объема при его движении через аппарат. Для этого следует установить распределение частиц по времени их пребывания в аппарате. Это осуществляется экспериментально, например введением в поток реагентов трассера (краски, радиоактивного изотопа и др.) и снятием так называемых кривых отклика, показывающих зависимость изменения концентрации трассера на выходе из реактора от времени (см. рис. 8).
Рис. 8. Кривые отклика на импульсное возмущение в реакторах:
а) идеального вытеснения; б) полного смешения; произвольного режима.
Для
реактора идеального
вытеснения после мгновенного
введения трассера во входной
поток через время 
будет обнаружен
мгновенный выход всего
трассера. Это объясняется тем,
что частицы в аппарате
движутся параллельно.
При введении индикатора-краски в аппарат полного смешения она сразу окрасит всю жидкость в реакторе, концентрация во всем объеме будет одинакова. Далее концентрация будет убывать, поскольку выносится выходящим потоком.
В случае произвольного режима структура потоков занимает промежуточное положение между первыми двумя. Для описания структуры потоков используют диффузионную или ячеечную модель.
Ячеечная модель представляет реактор в виде последовательно соединенных по ходу потока одинаковых по объему ячеек, в каждой из которых поток идеально перемешан. Примером такой модели может служить каскад реакторов с мешалками. В крупногабаритных реакторах гидродинамическая структура потоков может иметь рециркулирующие и байпасирующие потоки. Методика определения гидродинамической структуры потоков на примере аэротенка, используемого для проведения процессов биохимического обезвреживания промышленных сточных вод приведена в разделе:
|
|
|
|