Реактор идеального вытеснения непрерывного действия

РИВ-Н представляет собой трубчатый аппарат, в котором отношение длины трубы к ее диаметру достаточно велико L/d > 20.

В реактор непрерывно подаются исходные реагенты, которые превращаются в продукты реакции по мере перемещения их по длине реактора. Любая частица потока движется прямолинейно и равномерно, не происходит ни продольного, ни поперечного перемешивания. Такой режим движения реагентов называется поршневым.

Концентрация исходного реагента А постепенно меняется по длине или высоте реактора от начального значения С_А0 до конечного значения С_А. Следствием такого режима движения реакционной смеси является то, что время пребывания каждой частицы в реакторе одно и то же.

Исходным уравнением для вывода характеристического уравнения является материальный баланс в дифференциальной форме. Модель РИВ-Н предполагает движение реакционной смеси только в одном направлении – по х – координате, поэтому

где W – линейная скорость движения реакционной смеси, L – длина реактора.

В РИВ-Н отсутствует продольное и радиальное перемешивание, нет продольной и радиальной конвективной диффузии, а молекулярной диффузией можно пренебречь, поэтому .

После упрощения получаем

- характеристическое уравнение РИВ-Н в нестационарном режиме.

При стационарном режиме (нет накопления вещества).

Линейная скорость движения реакционной смеси в реакторе с постоянной площадью сечения в любой момент времени равна

, следовательно, .

Разделим переменные и возьмем интегралы

- характеристическое уравнение РИВ-Н в стационарном режиме.