催化反应工程华东理工大学工业反应过程分析导论.ppt

反应过程分析反应过程分析六六 径向流动反应器径向流动反应器反应过程分析反应过程分析流体通过固定床流体通过固定床反应过程分析反应过程分析反应过程分析反应过程分析问题：薄床层的流体均匀分布问题，问题：薄床层的流体均匀分布问题，变质量流动的流体力学问题变质量流动的流体力学问题流体均匀分布时流体均匀分布时反应过程分析反应过程分析(一一)主流道静压分主流道静压分布布 1 变质量流动，分、合流道的动量交换系数变质量流动，分、合流道的动量交换系数等质量，伯努利方程等质量，伯努利方程变质量，动量守恒变质量，动量守恒引入动量交换系数引入动量交换系数K反应过程分析反应过程分析 分流分流合流合流反应过程分析反应过程分析反应过程分析反应过程分析2 分流流道静压分布分流流道静压分布动量交换控制动量交换控制摩擦损失控制摩擦损失控制反应过程分析反应过程分析例：例：300mm径向反应器，在常压下操作，径向反应器，在常压下操作，流道长流道长L为为300mm，分流管内壁外径分流管内壁外径304mm、外壁内径外壁内径332.6mm，流道当量直径流道当量直径de28.6mm，其摩阻系数其摩阻系数f=0.027。试计算分流流试计算分流流道的静压分布。道的静压分布。解：解：，所以分流流道属，所以分流流道属于动量交换型。由上式，忽略其中摩擦损失项的影响，于动量交换型。由上式，忽略其中摩擦损失项的影响，计算得其静压分布如下表和下图所示。计算得其静压分布如下表和下图所示。反应过程分析反应过程分析表 动量交换控制分流流道的静压分布x/mm0306090120150180210240270300 x/L00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.000.1370.2590.3670.4610.5400.6050.6050.6910.7130.720反应过程分析反应过程分析反应过程分析反应过程分析3 合流流道静压分布合流流道静压分布动量交换控制动量交换控制摩擦损失控制摩擦损失控制反应过程分析反应过程分析例：例：300mm径向反应器，在常压下操作，径向反应器，在常压下操作，流道长流道长L为为300mm，集流管内壁外径集流管内壁外径108mm、外壁内径外壁内径214mm，流道当量直径流道当量直径de108mm，其摩阻系数其摩阻系数f=0.018。试计算集流流试计算集流流道的静压分布。道的静压分布。解：解：，所以集流流道属，所以集流流道属于动量交换型。忽略其中摩擦损失项的影响，计算得于动量交换型。忽略其中摩擦损失项的影响，计算得其静压分布如下表和下图所示。其静压分布如下表和下图所示。反应过程分析反应过程分析表 集流流道的静压分布x/mm0306090120150180210240270300 x/L00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.000.2180.4140.5850.7350.8610.9651.041.101.141.15反应过程分析反应过程分析(二二)穿孔阻力系数穿孔阻力系数分流穿孔阻力系数分流穿孔阻力系数odod，合流穿孔阻力系数，合流穿孔阻力系数ococ反应过程分析反应过程分析反应过程分析反应过程分析反应过程分析反应过程分析 流体沿中心的分流流道A不断均匀地穿过中心分布管的小孔进入催化剂床层，在床层中作径向流动，反应后穿过外分布筒小孔，进入集流流道B，最终经集流后出反应器。(三三)流体均匀分布流体均匀分布反应过程分析反应过程分析 要使流体沿催化床层轴向高度均匀分布，其必要条件是II环面上静压pA与IIII环面上静压pB的差压沿轴向各高度上保持相等。反应过程分析反应过程分析以以0-0为基准面为基准面反应过程分析反应过程分析减去减去PA0-PB0，再乘负号，再乘负号分流流道调节控制分流流道调节控制合流流道调节控制合流流道调节控制反应过程分析反应过程分析分、合流道双边控制分、合流道双边控制穿孔速度穿孔速度