2022年聚合物反应工程基础知识总结.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载聚合物反应工程基础学问总结第一章（填空、挑选、简答）1. 聚合物反应和聚合物生产的特点： 反应机理多样,动力学关系复杂,重现性差,微量杂质影响大； 除了要考虑转化率外,仍要考虑聚合度及其分布,共聚物组成及其分布和序列分布,聚合物结构和性能等； 要考虑反应时候的聚合物流淌、混合、传热、传质等问题； 要考虑反应器放大的问题；2. 本课程讨论内容：1 聚合物反应器的正确设计；2 进行聚合反应操作的正确设计和掌握；其次章（全部题型）化学反应器 ：完成化学反应的特地容器或设备；1、反应器分类：1 按物料相态分类（这个老师重点上没说）2

2、按结构型式分类名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 类型学习必备欢迎下载举例优点缺点优点：结构简洁,加工便利,传质、传热效率釜式反应器高,适应性强,操作弹要求达到高转化率时,顺丁橡胶,丁苯橡胶,性大,连续操作时温度、反应器容积大聚氯乙烯浓度易掌握,产品质量均一,适于多品种、小批量生产；管式反应器结构简洁、加工便利,对慢速反应管子要求长高压聚乙烯的生产,石耐高压,传热面大,热脑油的裂解,轻油裂解交换效率高,简洁实现且压降大生产乙烯自动掌握挡板型 : 适于快速和中3塔式反应器速反应过程,结构复杂不同塔不同, 书上没说,苯乙

3、烯的本体聚合,已固体填充式 : 结构简具体见老师ppt 吧内酰胺的缩聚单,耐腐蚀,适于快速o o 流化床反应器和瞬间反应过程催化剂的磨损大,床内丙烯氨氧化制丙烯腈,传热好,温度匀称,易萘氧化制苯酐,聚烯烃掌握返混大,高转化率难按操作方式分类的生产间歇反应器 ：在反应之前将原料一次性加入反应器中,直到反应达到规定的转化率,即得反应物,通常带有搅拌器的釜式反应器；优点是：操作弹性大,主要用于小批量生产；连续操作反应器：反应物连续加入反应器产物连续引出反应器,属于稳态过程,可以采纳釜式、管式和塔式反应器；优点是：相宜于大规模的工业生产,生产才能较强,产品质量稳固易于实现自动化操作；：预先将部分反应物

4、在反应前一次加入反应器,其余的反应物在反应过程中连续半连续操作反应器或断连续加入,或者在反应过程中将某种产物连续地从反应器中取出,属于非稳态过程；优点是：反应不太快,温度易于掌握,有利于提高可逆反应的转化率；（PS：造成三种反应器中流体流淌型态不同是由于物料在不同反应器中的返混程度不一样；返混 ：是指反应器内不同年龄的流体微元之间的混合,返混代表时间上的逆向混合；）2、连续反应器中物料流淌型态平推流反应器：各物料微元通过反应器的停留时间相同；物料在反应器中沿流淌方向逐段向前移动,无返混；物料组成和温度等参数沿管程递变,；但是每一个截面上物料组成和温度等参数在时间进程中不变；连续稳态操作,结构为

5、管式结构抱负混合流反应器：各物料微元在反应器的停留时间不相同；物料充分混合,返混最严峻；反应器中各点物料组成和温度相同,不随时间变化；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 连续搅拌釜式反应器；学习必备欢迎下载非抱负混合流反应器： （主要是由于工业生产中在反应器中的死角、沟流、旁路、短路及不匀称的速度分布使物料流淌型态偏离抱负流淌）3、均相反应动力学反应 反应速度式 反应积分式一级 A k S r A dC A kC A t 1 ln C A 0 1 ln 1 dt k C A k 1 x A不行 kt 1 ln C B

6、 0 C A C A 0 不等于 C B 0 逆反二级 C A C B C A 0 C B应k r A dC A kC A C BA B S dtkt 1 1 C A 0 C B 0 C A C A 0一级 A R r A dCdt A k 1 C A k 2 C R k 1 k 2 t ln CC AA 0C CA Ae e可逆二级反应A B R S r A k 1 C A C B k 2 C R C S kt Kln x A e 2 x A e 1 x A（m=2）mC A 0 x A e x AC A平行反应 r A k 1 k 2 C A k 1 k 2 t lnC A 0复合反应A

7、连串反应k 1R k 2S rr RS k k 12 CC AR k 2 C B C Rk 1 k 1k 2 C A 0 e k 2 te k 1 tC s C A 0 1 e k 2 t（PS：在连串反应中,R 的浓度会有最大值,显现最大值的时间为：t max ln k 2k 1 ,最大浓度为：k 2 k 1k 2C R max C A 0 k 1 k 2 k 1k 24、抱负反应器设计名师归纳总结 1反应器设计的三个基本要求：第 3 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载a. 供应反应物料进行反应所需要的容积,保证设备

8、有肯定的生产力；b. 具有足够的传热面积,保证反应过程中热量的传递,使反应掌握在最适温度下进行；c. 保证参与反应的物料匀称混合；2 反应器设计基本原理：物料衡算：（流入量）（流出量）（反应消逝量）（累积量）=0 热量衡算：（随物料流入热量）（随物料流出热量）（系统与外界交换热量）+（反应热效应）（累积热量）=0 3 基本过程 ：依据物料衡算、热量衡算可以得到反应器设计的基本方程式,再结合动力学方程式运算反应器体积；平常我们运算的是恒温恒容下的,步骤如下：由反应器操作特点,写出物料衡算式；由物料衡算式和化学动力学方程式运算反应所需时间 反；由帮助生产时间 辅和 反,运算生产周期：生 反 辅由及

9、每小时处理的物料量 0,求出反应器的有效体积 VR 0v 生由反应器装料系数 求出反应器实际体积：V V R4 几种重要反应器的设计过程 在这里只列出主要的几个公式,这个是重点中的重点,建议大家看书 2236 页）反应器CAirvrA物料衡算式CA 0xtt停留时间（反应时间）间歇反应器VnA 0dxACA 0xAdx ACAdCAdt0rACA 0rA平推流反应器FA0dxArAdVVxAfdxACAfdC Av 00rACA 0rA抱负混合流反应器0 CA 0v0 CArA VtVCA0CACA0xAv 0rArA5多级串联抱负混合流反应器AiV iV iAixAi1（对第 i 级反应器中

10、物料衡算式：v 0 CAi1v 0iv0rAi的 A 组份）名师归纳总结 假设 Vi 都相等,就12NCAN 1CA0N（N 代表第 N 级）第 4 页,共 16 页k也可得到xA N1 11Nk6容积效率： 同一反应在相同的温度、产量和转化率下,平推流反应器和抱负混合流反应器所需- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载Vpp的总体积比；工业上用来衡量单位反应器体积所能达到的生产才能；V mm零级反应时,1 ,两种反应器体积相等,即反应器型式对反应速度没有影响；除零级反应以外,其他正级数反应的反应器容积效率小于1；当转化率肯定时,反应级数越高

11、,容积效率越低,故对于反应级数高的反应宜采纳平推流反应器 ；5、抱负混合反应器热稳固性反应器的热稳固性 是指当反应过程的放热或除热速率发生变化时,过程的温度等因素产生一系列的波动,当外扰排除后,过程能复原到原先的操作状态,就反应器具有热稳固性,或具有自衡才能,否就为热不稳固的或无自衡才能；体系具有热稳固性必需具备以下两个条件 ：QrQ c放热速率与除热速率相等,即：稳态条件稳固条件dQ cdQrdTdT影响热稳固性的因素：1、化学反应的特性,如k、 H、E 等RT2,这是2、反应过程的操作条件如0v 、CA0、T 等；3、反应器的结构,如A ；4、操作条件,如v 、T、T W、K 等T 与T

12、W的最大温差：TTT WRT2反应器内的温度与冷却剂的温度差必需小于EE热稳固性的又一条件；6、停留时间分布返混： 不同停留时间的微元之间的混合；留时间的分布； ）造成返混的缘由：a. 由于物料与流向相反的运动造成的；b. 不匀称的速度分布；（和前面介绍的是同一个意思,这个更简洁,返混造成了停c.由于反应器结构所引起的死角、短路、沟流、旁路等造成；Ft停留时间分布密度函数：Et停留时间分布函数：t名师归纳总结 Ft0Et dtF0Etdt1第 5 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 停留时间分布的测定方法学习必备欢迎下载：跃迁示踪法、脉冲

13、示踪法；（51 页）平均停留时间：0tEtdt0tEtdttEtEtdtEt0方差：20t2Etdt2t2E t222,当：tEt如以对比时间t作为自变量,就此时方差为无因次方差t220时,为平推流；21时,为抱负混合流；021时,为非抱负混合流；第三章（全部题型）1、聚合度及其分布函数定义及关系名师归纳总结 数均聚合度：PnZjj2jP jM0PM,Pj2jP第 6 页,共 16 页Pj2重均聚合度：PWjj2j2PjPjj2j2PjMjPjM02j3Z 均聚合度：Pj2Pjj2j2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 瞬时数均聚合度：pnj2学习必备r

14、M欢迎下载jrPjrPjrP瞬时重均聚合度：P npwxjj2j2rPjjj2rPjPW1xpWdxj2jrPj2rM瞬时 Z 均聚合度：pZj2j3rPjP 与 WpW的关系：2j2rPjj2P n与pn 的关系：xdxx010p n名师归纳总结 瞬时数基聚合度分布函数：fnjrPjPjrPjrPjrPjpn第 7 页,共 16 页rrPrMrMpn瞬时重基聚合度分布函数：fWjjrPjjrpj（其中Mr为聚合速率）jrP jr M二者关系：fWjjfnjpjp nP j数基聚合度分布函数：F njP jP- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 重基聚合度

15、分布函数：F Wj学习必备欢迎下载jP jjP jjP jM0M积分式：F njP nxfnjdxF Wj1fWjdx1jfnjdxx0pnxxpn2、平均聚合度及聚合度分布与动力学链长的关系歧化终止、无链转移反应时：pnv,pW2v,pz3 v；其中 v 为动力学链长；f nj1expj,3 vjfnje xp jjfWjvvp nv2vpW2 v,偶合终止、无链转移时：pn；fnjjexpj vfWjj2expjv22 v3v3、粘度对聚合反应的影响：在高转化阶段时,体系粘度增大,产生凝胶效应显现了 自加速现象 ；此现象在自由基本体聚合和沉淀聚合中尤为明显；对均相体系产生凝胶效应的主要缘由

16、是体系粘度增加,链自由基卷曲,活性端基被包裹,双基扩散终止困难,率加速；粘度对聚合过程的影响：tk 下降,而引发速率几乎不因粘度的增加而减小,故使聚合速a.低转化阶段,此时认k , pkt均不受扩散掌握影响；k 末受影响；pb.中间转化阶段 从显现凝胶效应起,此时tk 受扩散掌握影响,而c.高转化阶段 从k 受扩散掌握起 ,此时 pk , pkt均受扩散掌握影响；4、缩聚反应名师归纳总结 反应程度：pN00N（表示已反应的官能团数与原始官能团数的比）第 8 页,共 16 页N- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载间歇操作时：i 1缩聚反应

17、聚合度分布函数可以写为：F n j p 1 p F W j j 1 p 2 p j 1缩聚产物的平均聚合度为：Pn 1 1,PW 1 pY 1 p 1 p分布指数 : D P W 1 pP n由上面的一些式子可以看出,缩聚产物的聚合度分布与温度无关,仅仅是反应程度 p 的函数,随着 p 增大, 聚合度分布变宽；随着反应程度趋近于 1,P , nP W 的值也激增, 工业上为了制的高分子量的缩聚产物,应尽可能把反应产生的低分子物质排出体系外,以使反应程度趋近 1；抱负混合流操作时：Pn11p,PW1p2,DP W1p22 1pP n1p抱负混合流操作时数均聚合度与间歇操作相同,但是重均聚合度比间

18、歇操作高,故抱负混合流操作时产物的分子量分布比间歇操作时宽；5、非均相聚合反应（重点,内容有点多,都打出来没多大意思,大家结合书看看吧）最典型的两大非均相聚合体系：乳液聚合 、悬浮聚合引发剂 ：乳液聚合（水溶性引发剂）、悬浮聚合（油溶性引发剂）、溶液聚合和本体聚合（固体催化剂）引发机理 ：自由基型、离子型1）、乳液聚合：聚合机理 ：依据间隙乳液聚合的动力学特点,可以把整个乳液聚合过程分为四个阶段：1、分散阶段（聚合前段）； 2、乳胶粒生成阶段（聚合 I 段）；3、乳胶粒长大阶段（聚合 II 段）；4、聚合完成阶段（聚合 III 段）乳胶粒生成期 ：诱导期终止到胶束消耗尽,此时不再有新的乳胶粒生

19、成,聚合体系中的乳胶粒数不再变化；反应恒速期 ：胶束消逝到单体液滴消逝,单体液滴中的单体不断扩散入乳胶粒中,使粒子中的单体浓度维护不变,直至单体液滴消逝聚合速度下降；降速期 ：单体液滴消逝至聚合反应终止,由于无单体经水相扩散进入乳胶粒,故乳胶粒中进行的聚合反应只能靠消耗粒子中贮存的单体来维护；乳液聚合的单体必需具备以下几个条件：名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载 单体可以增溶溶解但不能全部溶解于乳化剂的水溶液； 单体可以在增溶溶解温度下进行聚合反应； 单体与水和乳化剂无任何作用；k30 60之间；

20、p为乳胶粒中单体浓度,n 为每个 对单体的纯度要求达到99以上； 在乳液聚合中,单体的含量一般掌握在间歇乳液聚合聚合速率：rMdMpMpnN式中MdtNA乳胶粒中自由基的平均个数,N 为单位体积中乳胶粒的个数；提高连续乳液聚合乳胶粒数的方法：（ N 为连续乳液聚合乳胶粒数, 使第一釜的平均停留时间为 max 以生成 N 最大N为间歇乳液聚合乳胶粒数） 可在主反应器前串联一管式反应器或串联一组停留时间极短的釜式反应器作为预反应器,使主反应器中的 N提高到与 N 相当 采纳种子聚合或增加乳化剂用量乳液聚合反应器设计要点：（这里是老师 ppt 上的,课本上 117 页仍有,记住几个就可以了）a. 反

21、应器满釜操作防止器壁形成粘壁物；b. 削减反应器内部结构,反应器表面光滑；c. 使用轴向循环搅拌浆叶（传热及混合）,设置全夹套（传热及粘壁）；d. 为保证反应体积增加能有效的增加传热面积,反应器不必按几何相像放大,d/r=2/1 30/1；e. 满釜操作,不存留气液相界面；6、聚合过程的调剂与掌握从生产角度看,聚合过程应满意以下要求a. 应保证达到期望的转化率,一般期望转化率越高越好,但由于产品质量或反应速率的限制,常常只能适可而止；b. 应有高的反应速率,以使反应器有高的生产才能；c. 应保证聚合产物达到要求的平均聚合度和聚合度分布,以满意加工应用和制品质量的要求；d. 对均相聚和应保证聚合

22、物粒子达到肯定的颗粒度和粒径分布；温度的调控1 掌握聚合反应的放热速度调整聚合配方,使聚合反应保持匀速进行间歇操作时,采纳逐步或分批加入单体或引发剂多釜串联反应器时,逐釜加入单体或引发剂2 强化反应器散热过程增加反应器传热面积提高夹套侧冷剂液膜给热系数合理选用反应器材质,准时排除反应器壁的聚合物垢层对高粘反应体系,采纳特别的聚合反应器3 选用适当冷却介质,提高传热温差聚合速率的调控名师归纳总结 a.调剂单体及引发剂浓度,转变单体及引发剂的加料方式第 10 页,共 16 页b.加入肯定量的阻聚剂,以掌握聚合进程c.调剂聚合温度- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - -

23、 - d.转变聚合配方学习必备欢迎下载e. 在连续聚合时,可转变返混程度f. 对于乳酸聚合可用调剂乳化剂量来调剂聚合速率g. 调剂反应压力聚合度与聚合度分布的调控1调剂反应温度、单体、引发剂浓度,防止波动；2连续聚合时可转变返混程度,使用分子量调剂剂；3使用分子量调剂剂；4乳液聚合可通过调剂乳化剂来调剂聚合度；5对缩聚反应应严格掌握组分问的等摩尔比及去除反应副产物,以得到高分子量产物粒径及粒径分布的调控a. 调剂搅拌强度；b. 调剂搅拌釜内流体的循环次数；c. 调剂搅拌转速；d. 转变聚合配方；e. 采纳种子聚合；f. 转变反应器的返混程度；第四章（填空、挑选）流变学 就是讨论物质的变形和流淌

24、的科学,其任务是使物质所具有的复杂变形或流淌现象更明确化、系统化、定量化、进一步把产生这些现象的机理上升到分子结构上说明；牛顿流体： 流淌曲线是通过座标原点的始终线,其斜率即为粘度；水、酒精、酯类、油类等属牛顿流体；非牛顿流体 ：流淌曲线不是直线或虽为直线但不通过座标轴原点的流体；粘度随剪切速率而变；高聚物浓溶液、熔融体、悬浮液、浆状液等大多属于此类；牛顿粘性定理：在稳态下,施于运动面上的力 F,必定与流体内因粘性而产生的内摩擦力相平稳,施于运动面上的剪切应力 与速度梯度 du dy 成正比,可写为：F duA dy其中 du dy 表示剪切速率,常用 表示,为粘度；依时性非牛顿流体1.触变性

25、流体 ：该流体的粘度不仅随剪切速率而变化而且在恒定剪切速率下,它的粘度也随着时间的推移而下降并达到一个恒定值；当剪切作用停止后,粘度随时间而增高经几小时或更长时间可以复原到最初的粘度值；2.震凝性流体： 这是一类比触变流体更不常见的流体它具有和触变流体相反的流淌行为,称为反触变行为；在任一给定的剪切速率下,剪切应力随时间的增加将趋近一个最大值,达到最大值所需时名师归纳总结 间取决于体系的性质,往往在10 200 分钟范畴内；只有在肯定的剪切速率范畴内,才能促使流体第 11 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载中某种结构的

26、形成从而显现震凝性；非依时性非牛顿流体幂律模型：Kn或mN其中 n 为非牛顿指数或者流淌行为指数,表示偏离牛顿流体流淌的程度；n1时为牛顿流体；n1时为 假塑性流体 ；n1为胀塑性流体 ；第五章（填空,挑选,简答）搅拌反应器的作用：a. 推动液体流淌,混匀物料；b. 产生剪切力,分散物料,并使之悬浮；c. 增加流体的湍动,以提高传热速率；d. 加速物料的分散和合并,增大物质的传递速率；e. 在高粘体系,更新表面促使低分子物排除、1、搅拌釜内的流体流况（在整个搅拌容器中流体速度向量的方向）宏观流淌： 指流体以大尺寸 凝集流体、气泡、液滴 的微元在较大的范畴中 整个釜内空间 的流淌状况,具有肯定的

27、方向性,所以也称循环流淌；成效：混合、搅拌、悬浮循环流淌存在三种典型的流况,径向流淌、轴向流淌、切线流淌微观流淌： 指流体以分子尺度或接近分子尺度小气泡、 液滴分散成更小的液滴在小范畴空间 气泡、液滴大小的空间中的流淌；产生缘由：由于搅拌桨的剪切作用而引起的局部混合作用,它促使气泡、液滴的微小化最终由于分子扩散达到微观混合；成效：分散,增大不同物相的接触面积,加快传热、传质2、搅拌雷诺数与流体流淌状态的关系搅拌雷诺数：NReDvND2式中, D 为桨叶直径, N 为搅拌器转速；雷诺数不同的不同流淌状态：A 区间 NRe10）液体仅在桨叶邻近呈滞流旋转流淌,桨叶无液体吐出,釜内的其余部分为液体停

28、滞区 即死角 ；B 区间 N Re 10 100 当雷诺数达数十时,自桨叶端开头有吐出流产生,并引起整个釜内流体的上下循环流淌 可能尚存在四周死角 ,此时处于层流；C 区间 N Re 100 1000）此时处于过渡流态,即在桨叶四周液体为湍流状态,上下循环流淌为滞流,随雷诺数增大,其湍动程度增大；名师归纳总结 D 区间 NRe1000 整个釜内的上下循环流淌都处于湍流状态；无挡板时会引起旋涡, 有挡板时第 12 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载整釜会处于湍流状态；3、打旋现象、挡板与导流筒；打旋现象： 当流体粘度不大

29、,搅拌转速较高,而且桨叶放在釜的中心线时,液体将随着桨叶旋转的方向循着釜壁滑动,釜内液体在离心力作用下涌向釜壁,使液面沿袭壁上升,中心部分的液面下降,形成一个漩涡,通常称打漩现象；坏处是：降低混合效率、搅拌成效；影响转轴强度；挡板：挡板的作用：使流型从主要生成漩涡的旋转型转变为对混合有利的流淌,即将切向流转变为轴向流和径向流；增大被搅拌液体的湍动程度,转变搅拌成效；挡板型式：平板式、管式、D 型、指数挡板、内冷挡板挡板安装位置：贴壁安装： J/T=1/12 适于低粘度系数,易导致搅拌死角产生；离壁安装：J/T=1/16 可防止搅拌死角, 但搅拌阻力加大, 挡板与釜壁之间留有1/6 板宽的间隙；

30、倾斜安装：粘度较高,带固体粒子体系,阻力小防止物料积累；导流筒：提高釜内流体的搅拌程度,加强桨叶对流体的直接剪切作用；造成肯定的循环流型,使釜内全部物料均可通过导流筒内的剧烈混合区,提高混合效率；由于对流体限定了循环路径,削减了短路机会；4、搅拌器的构型及挑选构型 ：桨式搅拌器,推动式搅拌器,涡轮式搅拌器,螺杆及螺带式搅拌器搅拌器选用需要满意的要求：（具体见课本 151 页）a. 搅拌器选用应保证物料的混合b. 消耗最少的功率c. 所需费用最低d. 操作便利,易于制造和修理5、搅拌功率的运算搅拌器所需功率由三方面组成1 搅拌器所消耗的能量（推动液体流淌的能量）即搅拌轴功率 P,能量消耗的主要部

31、分2 机械传动所消耗的能量,机械传动效率 0.80.95（减速机或增速机组合而得到极低或极高的速度）3 搅拌轴封所消耗的能量,运算搅拌功率的目的a. 搅拌功率是衡量搅拌强度的主要物理量,P 的大小反映了釜内液体的搅拌程度和湍动程度b. 搅拌功率是搅拌器机械设计的基本数据：搅拌桨、搅拌量、速度范畴、搅拌臂直径 / 长度c. 依据搅拌功率可选用搅拌电机均相和非均相流体的搅拌功率的运算（这个比较复杂,整理出来意义不大,看书 154 页吧,知道怎么算就行）设计混合及搅拌类型搅拌装置的步骤：由生产任务确定容积 V 和釜径 T 挑选 D/T 比,求出 D 确定桨叶类型：平桨 由搅拌程度确定搅拌等级和总体流

32、速0.50.83 涡轮 0.330.40 推动式 0.100.33 名师归纳总结 运算排出流量QduT2并由NRe_NQd图求搅拌器转速N 第 13 页,共 16 页4- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 对桨叶直径进行粘度校正De学习必备欢迎下载DCF运算搅拌器的轴功率：NRe110PKN2D3,NRe1000PK1N3D5颗粒悬浮类型搅拌转速确定（课本167 页）6、搅拌器的混合特性及机理混合机理：在搅拌釜中, 通过桨叶的旋转把机械能传递给釜内物料,正是在强制对流作用下的强制扩散过程；强制扩散有两种方式,即 主体对流扩散 和涡流扩散 ；主体对流扩散：桨

33、叶把动量传给它四周的液体,产生一股快速湍动液流、这股液流又推动四周的液体,使全部液体在釜内循环流淌；循环流淌的途径相当复杂,不同形式的搅拌桨叶各不相同,这种大范畴内的循环流淌称为“ 宏观流淌”,由此产生的全釜范畴的扩散叫主体对流扩散；涡流扩散：当桨叶产生的高速液流在静止的或运动速度较低的液体通过时,在高速流体与低速流体分界面上的流体存在速度梯度,形成液体相互分散所需的剪切力；涡旋运动非常剧烈,这些涡旋快速向四周扩散,一方面把更多的液体带到这股作宏观流淌的液流中,同时形成局部范畴内物料快速而紊乱的对流运动,这种涡旋运动称为搅拌釜内的“ 微观流淌”对流扩散称为涡流扩散；实际混合过程除了主体对流扩散

34、、涡流扩散外,仍有液体的；由涡旋运动造成局部范畴内的分子扩散； 搅拌可以促进混合过程,使“ 微团” 尺寸变小,大大增加分子扩散的表面积,并减小扩散距离,从而提高微观很合的速率；大多数混合过程,主体对流扩散、涡流扩散、分子扩散这 三种机理同时存在；对于高粘度液体大多在滞流状态下搅拌,混合过积主要为分子扩散和主体对流扩散综合作用；对于更高粘度 的物料,分子扩散系数更小,在混合操作的有限时间内主要靠主体对流扩散；在 占有重要位置；7、搅拌釜中的分散过程湍流搅拌操 作中,涡流扩散分散： 较大的液滴分裂成两个以上的液滴叫做分散；引起分散的推动力是作用于液滴的剪切应 力,而抑制分散的阻力有界面张力和液滴内

35、的黏性力；剪切分散： 剪切分散使液滴分散的推动力是粘性剪切力；液滴在粘性剪切力的作用下,由于处 在不同流速的流线上而被拉伸,变长甚至分裂成小液滴；湍流分散：湍流分散也称涡流分散,搅拌釜内当流体处于湍流时就存在湍流分散；在釜留邻近存在各向异性湍流分散,在釜内的液滴分散主要是各向同性湍流分散,即小涡流的分散作用；分散 机理：由小涡流剪切速率的涨落,引起桨叶邻近的液滴瞬时破裂为小液滴；合并： 分散液滴的合并现象按机理可分为：布朗运动引起的合并,层流速度差引起的合并,湍 流引起的合并；搅拌釜中一般认为以湍流引起的合并为主,而布朗运动常可忽视；快速合并： 二个液滴一经碰撞即发生合并称为快速合并；缓慢合并

36、： 假如引起合并的碰撞只是全部碰撞的一部分,即有稳固因素存在下的合并称缓慢合 并；第六章（填空、挑选、简答）名师归纳总结 1、传热方式和传热装置（熟悉一下就可以了,课本178 页）第 14 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2、搅拌釜传热运算传热速率方程：QKA ti0t（Q 为传热速率, A 为传热面积,it 为过程流体温度,0t为载热体温度, K 为总传热系数）热阻方程 ：111（1和2分别代表釜内壁和釜外壁的传热膜系数,最终一K12为导热系数）为厚度,项为釜壁固体导热部分的总热阻,其中3、搅拌釜内的传质过程传质过

37、程速率方程：N K L a C S C L （N 为单位体积传质速率,K 为传质膜系数,a 为单位体积的界面积,C 为与固相表面相接触的流体中的浓度,C 为液相中的浓度） （具体见书上187 页）4、聚合反应釜的安全操作加强密闭防漏,防止有毒、易燃、易爆炸物料的泄漏；安装安全泄漏装置,低压操作时可安装简洁的防暴膜,低压操作时可采纳安全阀,仍可采纳放空阀、液面计、预报器等安全附件；反应失控时实行紧急措施：加终止剂、注入冷剂、排出部分单体；安全用电；第七章（填空、挑选、简答）1、反应器放大方法和准就放大方法： 数模放大 和相像放大；数模放大 ：通过动力学讨论和模试,确定催化剂种类、反应物浓度、温度、反应时间和剪切等对反应速率、产品质量和收率的关系,并综合以数学模型来描述；通过冷模试验拿设备的几何尺寸及操作条件对搅拌釜内动量、热量、质量、停留时间分布和微观混合的定量关系,并相应建立传递过程模拟,然后设定各种过程参数,运用上述两个数学模型进行运算；相像放大 ：在配方不变的前提下,不论反应机理如何,如工业反应器中的速度分布、浓度分布、温度分布和停留时间分布均与模试反应