催化反應工程（華東理工大學） 工業(yè)反應過程分析導論3

反應過程分析反應過程分析六六 徑向流動反應器徑向流動反應器反應過程分析反應過程分析流體通過固定床流體通過固定床反應過程分析反應過程分析反應過程分析反應過程分析問題：薄床層的流體均勻分布問題，問題：薄床層的流體均勻分布問題，變質量流動的流體力學問題變質量流動的流體力學問題流體均勻分布時流體均勻分布時反應過程分析反應過程分析(一一)主流道靜壓分主流道靜壓分布布 1 變質量流動，分、合流道的動量交換系數(shù)變質量流動，分、合流道的動量交換系數(shù)等質量，伯努利方程等質量，伯努利方程變質量，動量守恒變質量，動量守恒引入動量交換系數(shù)引入動量交換系數(shù)K反應過程分析反應過程分析 分流分流合流合流反應過程分析反應過程分析反應過程分析反應過程分析2 分流流道靜壓分布分流流道靜壓分布動量交換控制動量交換控制摩擦損失控制摩擦損失控制反應過程分析反應過程分析例：例：300mm徑向反應器，在常壓下操作，徑向反應器，在常壓下操作，流道長流道長L為為300mm，分流管內(nèi)壁外徑分流管內(nèi)壁外徑304mm、外壁內(nèi)徑外壁內(nèi)徑332.6mm，流道當量直徑流道當量直徑de28.6mm，其摩阻系數(shù)其摩阻系數(shù)f=0.027。試計算分流流試計算分流流道的靜壓分布。道的靜壓分布。解：解：，所以分流流道屬，所以分流流道屬于動量交換型。由上式，忽略其中摩擦損失項的影響，于動量交換型。由上式，忽略其中摩擦損失項的影響，計算得其靜壓分布如下表和下圖所示。計算得其靜壓分布如下表和下圖所示。反應過程分析反應過程分析表 動量交換控制分流流道的靜壓分布x/mm0306090120150180210240270300 x/L00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.000.1370.2590.3670.4610.5400.6050.6050.6910.7130.720反應過程分析反應過程分析反應過程分析反應過程分析3 合流流道靜壓分布合流流道靜壓分布動量交換控制動量交換控制摩擦損失控制摩擦損失控制反應過程分析反應過程分析例：例：300mm徑向反應器，在常壓下操作，徑向反應器，在常壓下操作，流道長流道長L為為300mm，集流管內(nèi)壁外徑集流管內(nèi)壁外徑108mm、外壁內(nèi)徑外壁內(nèi)徑214mm，流道當量直徑流道當量直徑de108mm，其摩阻系數(shù)其摩阻系數(shù)f=0.018。試計算集流流試計算集流流道的靜壓分布。道的靜壓分布。解：解：，所以集流流道屬，所以集流流道屬于動量交換型。忽略其中摩擦損失項的影響，計算得于動量交換型。忽略其中摩擦損失項的影響，計算得其靜壓分布如下表和下圖所示。其靜壓分布如下表和下圖所示。反應過程分析反應過程分析表 集流流道的靜壓分布x/mm0306090120150180210240270300 x/L00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.000.2180.4140.5850.7350.8610.9651.041.101.141.15反應過程分析反應過程分析(二二)穿孔阻力系數(shù)穿孔阻力系數(shù)分流穿孔阻力系數(shù)分流穿孔阻力系數(shù)odod，合流穿孔阻力系數(shù)合流穿孔阻力系數(shù)ococ反應過程分析反應過程分析反應過程分析反應過程分析反應過程分析反應過程分析 流體沿中心的分流流道A不斷均勻地穿過中心分布管的小孔進入催化劑床層，在床層中作徑向流動，反應后穿過外分布筒小孔，進入集流流道B，最終經(jīng)集流后出反應器。(三三)流體均勻分布流體均勻分布反應過程分析反應過程分析 要使流體沿催化床層軸向高度均勻分布，其必要條件是II環(huán)面上靜壓pA與IIII環(huán)面上靜壓pB的差壓沿軸向各高度上保持相等。反應過程分析反應過程分析以以0-0為基準面為基準面反應過程分析反應過程分析減去減去PA0-PB0，再乘負號再乘負號分流流道調(diào)節(jié)控制分流流道調(diào)節(jié)控制合流流道調(diào)節(jié)控制合流流道調(diào)節(jié)控制反應過程分析反應過程分析分、合流道雙邊控制分、合流道雙邊控制穿孔速度穿孔速度