8.1. Математическое описание реактора с рециклом
Рассмотрим проточный химический реактор смешения с рециклом (см. рисунок),
в котором протекает автокаталитическая реакция типа
Объёмный расход потока, протекающего через реактор, определяется как сумма объёмных расходов питающего раствора и рецикла:
Материальный баланс по компоненту Х для точки смешения потоков имеет вид:
Отсюда имеем концентрацию компонента Х на входе в реактор:
Здесь x0 - концентрация питающего раствора; х - концентрация компонента Х в реакторе
(а, следовательно, и в рецикле), - доля питающего раствора;
- доля рецикла.
Вывод производной термодинамической функции Ляпунова (второй вариации энтропии)
(6.7) для проточного реактора с мешалкой, в котором протекает автокаталитическая реакция, был подробно описан ранее. При изучении влияния
рецикла на устойчивость системы целесообразно рассмотреть случай, когда гарантирована тепловая устойчивость,
т.е. , и возможны только вариации концентрации реагента Х. Перепишем соотношение (6.7), сделав в нём
соответствующие упрощения и коррекцию обозначений:
|
 |
(6.11) |
Здесь w - скорость химической реакции, V - объём реактора.
|