本章学习重点：
1）如何根据反应的特点与反应器的性能特征来正确选择反应器的形式与操作方式。
2）造成非理想流动的原因及其测定描述，非理想流动对化学反应的影响。
第一节化学反应和反应器的分类。
第二节均相反应动力学。
第三节理想反应器的设计。
第四节理想混合反应器的热稳定性。
第五节连续流动反应器的停留时间分布。
第六节流动模型。
第七节停留时间分布与化学反应。
第一节化学反应和反应器分类。
1、 化学反应的分类。
2、 反应器的分类。
3、 连续流动反应器内流体流动的两种理想形态。
1、 化学反应的分类。
1） 按化学反应的特性分类。
2） 按反应物料的相态分类。
3） 按反应过程进行的条件分类。
1） 按化学反应的特性分类。
2） 按反应物料的相态分类。
3） 按反应过程进行的条件分类。
2、反应器的分类。
1） 按物料相态分类的反应器种类。
2） 按反应器的结构型式分类。
3） 按操作方式分类。
1） 按物料相态分类的反应器种类。
2） 按反应器的结构型式分类。
反应釜。夹套式蒸汽加热反应釜。
内外盘管式加热不锈钢反应釜管式反应器。
鼓泡塔反应器。
固定床反应器。
厌氧流化床反应器。
3） 按操作方式分类。
间歇反应器。
间歇反应器特点：
1、反应物料一次加入，产物一次取出。
2、非稳态操作，反应器内浓度、温度随反应时间连续变化。
3、同一瞬时，反应器内各点温度相同、浓度相同。
连续反应器。
连续反应器特点：
1、反应物料连续加。
入，反应产物连续。
引出。2、稳态操作，反应。
器内任一点的组成。
不随时间改变。
半连续反应器特点：
1、某些反应物料一次加入，其余物料连续加入，或者将某种产物连续取出。
2、非稳态操作。
3、连续流动反应器内流体流动的两种理想形态。
平推流反应器。
平推流反应器特点：
1、在稳态操作时，在反应器的每个截面上，物料浓度不随时间变化。
2、所有物料质点在反应器中的停留时间都相同。
2、反应器内物料浓度沿着流动方向改变，故反应速率随空间位置改变，即反应速率的变化只限于反应器的轴向。
理想混合流反应器特点：
1. 物料连续以恒定的流速流入、流出反应器，稳态操作。
2. 反应器内各空间位置温度、浓度均一。
3. 反应器内浓度、温度与出口处浓度、温度相同。
第二节均相反应动力学。
均相反应是指在均一的液相或气相中进行的反应。
均相反应动力学内容：研究化学反应本身的速度规律，即物料的浓度，温度，催化剂等因素对化学反应速度的影响。
即rp~(c,t,cats)
均相反应动力学没有考虑到物理因素的影响，仅研究化学反应内在规律。
1、 反应速率。
定义：对均相反应而言，反应速率可定义为单位时间，单位反应体积中所生成（消失）的某组分的摩尔数。 即。
：表示i组分的生成速率。
：表示i 组分的消失速率。
对反应： aa + bbll + mm
各组分的反应速率：
它们之间：幂函数形式：
k: 反应速率常数。
1，α2：实验测定常数总级数 n=α1+α2
对基元反应：α1=a α2=b
复杂反应：n需实验测定。
k遵循arrehnies方程： k = a0e-e/rt
lnk =lna0 – e/rt
dlnk/dt = e/rt2
1) 反应对t敏感。
2低温)所以，t对k的响在低温下更敏感
2、等温、恒容、单一反应动力学方程式。
单一反应是指用一个化学反应式和一个动力学方程式便能代表的反应。为简化起见，只研究、等温、恒容、单一反应动力学。
不可逆反应。
一级不可逆反应。
二级不可逆反应。
可逆反应。 一级可逆反应。
二级可逆反应。
2.1 一级不可逆方程。
对于等温系统，k为常数，初始条件： t=0 ca=ca0
一级不可逆反应c—t关系。
2.2 二级不可逆方程。
可按一级不可逆反应的情况作类似的处理，有如下反应：
因为a,b等摩尔消耗，所以ca0xa = cb0xb
令m＝cb0/ca0
1）m＝1 即 ca0=cb0 ca=cb
2）m≠1 即 ca0≠cb0 ca≠cb
不可逆二级反应的c—t关系。
左：ｃａ右：ｃａ
2.3 一级可逆方程。
若t=0，cr0=0，则ca + cr = ca0
可逆一级反应c—t图。
2、 复合反应。
复合反应是几个反应同时进行的，常见的复合反应有平行反应，连锁反应，平行－连锁反应等。
平行反应。连串反应。
3.1 平行反应。
积分： t = 0 cr0=cs0=0
一级平行反应c-t图。
3.2 连串反应。
积分： t=0 ca=ca0 cr0=cs0=0
积分公式。公式形式。
积分结果。令 dcr/dt =0得：
各组分浓度变化：
3、 等温变容过程。
对于定容或变容体系，组分i的变化速率为：
对恒容：对变容：ri的变化不仅有dci/dt变化，而且体系v变化，ci/v，dv/dt都变化。
我们通常用膨胀率ε来表征变容的程度。
4.1 膨胀率。
定义：当物系体积随转化率 x 线性变化时，反应物 a 全部转化后系统体积的变化率。
例：有一等温气相反应，计算εa
1 反应开始时，只有a
结束时，只有p
n∝v εa=(2-1)/1=1
若开始时，除a以外，还有50％的惰性气体，εa＝？反应开始时，a 1mol 惰性气体 1mol，共2mol；结束后，p 2mol 惰性气体 1mol，共3mol
εa=(3-2)/2=0.5
注意：计算εa时，不仅要考虑反应的计量关系， 还要考虑系统中是否存在惰性气体。
a的运用前提：系统v随x呈线性变化。
4.2 动力学方程及积分表达式。
例：在700℃及3kg/cm2恒压下发生下列反应。
反应开始时，系统中含c4h10为116kg，当反应完成50％时，丁烷分压以2.4kg/速率发生变化，求下列项次的变化速率：①乙烯分压 ②h2的摩尔数 ③丁烷的摩尔分率。
解：反应开始时y c4h10=1 pa=yap
x=0.5y c4h10=1/4 pa=(1/4)p
y c2h4=1/4 pa=(2/4)p
y h2=1/4pa=(1/4)p
5、均相反应动力学的建立。
5.1 微分法。
5.2 积分法（试差法）
微分法（**法）
a.先假定一个反应机理，并从它求出动力学方程式，其型式为：
b.实验数据ca（xa） 、t作图，得一光滑曲线，在相应浓度位置求取曲线的斜率，此斜率就代表该组成下的反应速率，如下图a.
c.将上一步骤所得的dca/dt各对f(ca)作图，若得一通过原点的直线，表明假定机理与实验数据相复合。否则需重新假定一动力学方程加以检验，此步骤如下图b所示。
图微分法检测动力学方程**程序。
a)斜率为dca/dt的曲线； (b)斜率为k的曲线。
如：动力学方程。
使ca0=cb0, 则。
取对数。以lgra~lgca作图得一直线，斜率为n，截距为lgk
改变ca0\cb0，测初始反应速率，作图可得。
微分法（最小二乘法）
积分法（试差法）
a.写出反应速率方程的积分式：
b.求积分式的解。
c.做f(c)~t图，直线斜率则为k值。
例：假定速率方程为：
将上式积分：
实验数据ca（xa) 、t作图，得一条直线。如果将实验数据标绘上去能与直线满意拟合，则推测的动力学方程可取，否则应采用另一动力学方程并加以检验。
积分法检验速率方程**程序。
第三节理想反应器的设计。
设计中主要解决的问题：
a）提高反应物料进行反应所需要的容积，保证设备有一定的生产能力。
b）具有足够的传热面积，保证反应过程中热量的传递，使反应指控在最适合的温度下进行。
c）保证参加反应的物料均匀混合。
物料衡算。物料衡算的理论基础是质量守恒定律，即反应前后的物料质量应该相等。
上式是普遍的物料衡算式，无论对流动系统或间歇系统均可适用。
第二章化学反应工程基础大纲
第一节化学反应和反应器分类。1 化学反应的分类。1 按化学反应的特性分类。2 反应器的分类。反应釜。夹套式蒸汽加热反应釜。内外盘管式加热不锈钢反应釜管式反应器。鼓泡塔反应器。固定床反应器。固定床反应器。厌氧流化床反应器。连续反应器。半连续反应器。平推流反应器。理想混合流反应器。第二节均相反应动力学。...
化学反应工程作业
49.现有一有效容积为0.75m3的搅拌釜反应器，其内设置有换热面积为5.0m2的冷却盘管。欲利用改反应器来进行a r的一级不可逆的液相反应，其速率常数，反应热，原料液中a的浓度，但不含反应产物r。此原料液的密度 1050g l 定压比热 j g 要求原料液的进料流率为，反应器出口的反应液中。总传热...
第二章基础工程
第二章浅基础与桩基础模拟考试题。一 填空。1 浅基础是指基础埋置深度小于基础宽度或小于 深的基础工程。2 钢筋混凝土基础适用于上部需要较大面积尺寸的情况。3 钢筋混凝土预制桩常用的有空心管桩。4 打入桩的施工程序包括等。5 灌注桩的成桩质量检查包括及混凝土搅拌及灌注三个工序过程的质量检查。6 三七灰...