Химические реакторы

Н.Н. Смирнов, А.И. Волжинский
Химические реакторы в примерах и задачах
Второе издание, переработанное
Под редакцией чл.-корр. АН СССР П.Г. Романкова
Ленинград "ХИМИЯ"
Ленинградское отделение
1986

Решены следующие задачи

2-08

Графические рассчитать производительность системы по продукту, если известно, что 3 моль исходного вещества дают 1 моль продукта. Кинетическое уравнение -r_A=1,8∙10^-2C_A^1,52 кмоль∙м^-3∙с^-1. Плотность смечи не меняется. При τ=0 продукт отсутствует. Концентрация исходного вещества C_A=0,240 кмоль∙м^-3. Система состоит из последовательно соединенных реакторов идеального смещения равных объемов (V₁=V₂=V₃). Время пребывания в одном реакторе τ=280 с. Скорость подачи v₀=2,4∙10^-3 м³∙с^-1.

2-10

Обратимая реакция A↔R проходит в реакторе идеального смешивания объемом V=0,85 м³ при скорости подачи v₀=5∙10^-3 м³∙с^-1. Константы скорости прямой и обратной реакции равны, соответственно, k₁=2∙10^-3 с^-1 и k'₁=0,4∙10^-3 с^-1. Начальные концентрации веществ: C_A0=6,2∙10^-2 кмоль∙м^-3; C_R0=0,4∙10^-2 кмоль∙м^-3.
В результате ступенчатого сигнала концентрации изменились и стали равны C_A01=9,6∙10^-2 кмоль∙м^-3, C_R01=1,2∙10^-2 кмоль∙м^-3.
Определить концентрации веществ A и R через 120 и 300 с после подачи сигнала.

3-07

В реакторе идеального вытеснения объем V=1,8 м³ проходит реакция A→^k₁R→^k₂S→^k₃M, где k₁=1,6∙10^-3 с^-1, k₂=2,4∙10^-3 с^-1 и k₃=0,8∙10^-3 с^-1 - константы скорости реакции. В начальный момент времени концентрации веществ R, S и M равны нулю. Изменение плотности реакционной смеси не происходит.
Определить степень превращения и относительную концентрацию вещества M, а также скорость подачи вещества A в реактор, чтобы отношение концентрации веществ R и S на выходе было равно C_R:C_S=1:2.

3-10

В реакторе периодического действия протекает автокаталитическая реакция A+B→B+B. Начальная концентрация продукта (затравка) значительно ниже концентрации исходного вещества.
Определить, при какой степени превращения скорость автокаталитической реакции начнет уменьшаться: 1) если реакция имеет первый порядок по исходному веществу и по продукту реакции; 2) если реакция первого порядка по исходному веществу второго порядка по продукту реакции; 3) если реакция имеет второй порядок по исходному веществу и первый по продукту реакции.

4-02

На основании опытов с трассером, проведенных для реального реактора, получены следующие данные:

5-04

Для обратимой реакции A+B↔C+D имеющей второй порядок по веществу A, известны значения ΔH°_r298=-58500 кДж (кмоль∙А)^-1, ΔS₂₉₈=-172,5 кДж (кмоль∙К)^-1, k₂=6,20∙10⁴exp (-27960/RT). В начальный момент времени концентрации продуктов C_C0=C_D0=0. Плотность реакционной смеси постоянна. Считать, что ΔH_r не является функцией температуры, а теплоемкости веществ равны и тоже не зависят от температуры.
Определить степень превращения, которую можно достигнуть в реакторе идеального вытеснения, если поддерживать по длине реакторе оптимальный профиль температур и значение начальной концентрации C_A0=C_B0=10^-2 кмоль∙м^-3: а) при времени пребывания τ=30 с; б) при времени пребывания τ=60 с.
Найти температуру, которая будет на выходе из реактора для двух указанных случаев. Максимально допустимую температуру принять равной 75°C.

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров

Учебник "Машины и аппараты химических производств"
под редакцией Соколова В.Н.
2 издание
1992г

Решены следующие задачи
раздел 9:
9.02, 9.03, 9.04, 9.05, 9.06, 9.07, 9.08, 9.09, 9.27, 9.28, 9.29, 9.30, 9.31, 9.32, 9.33, 9.34, 9.52, 9.53, 9.54, 9.55, 9.56, 9.57, 9.58, 9.59, 9.60, 9.77, 9.78, 9.79, 9.80, 9.81, 9.82, 9.83, 9.84, 9.85

Рассчитать перемешивающее устройство и подобрать к нему мотор-редуктор по следующим исходным данным:
• номинальный объем сосуда V_н = 1,0 м³;
• рабочее давление в сосуде р = 3,2 МПа;
• размер твердых частиц, образующих суспензию, δ = 1,5 мм;
• плотность жидкости ρ_ж = 1000 кг/м³;
• плотность твердой фазы ρ_т = 1700 кг/м³;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0015 Па·с;
• среда в аппарате агрессивна и взрывоопасна.

Рассчитать перемешивающее устройство и подобрать к нему мотор-редуктор по следующим исходным данным:
• номинальный объем сосуда V_н = 1,6 м³;
• рабочее давление в сосуде р = 3,2 МПа;
• размер твердых частиц, образующих суспензию, δ = 1,3 мм;
• плотность жидкости ρ_ж = 800 кг/м³;
• плотность твердой фазы ρ_т = 1300 кг/м³;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0020 Па·с;
• среда в аппарате агрессивна и взрывоопасна.

Дата выполнения: 07/09/2018

Рассчитать перемешивающее устройство и подобрать к нему мотор-редуктор по следующим исходным данным:
• номинальный объем сосуда V_н = 3,2 м³;
• рабочее давление в сосуде р = 0,6 МПа;
• размер твердых частиц, образующих суспензию, δ = 0,8 мм;
• плотность жидкости ρ_ж = 1020 кг/м³;
• плотность твердой фазы ρ_т = 2500 кг/м³;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0054 Па·с;
• среда в аппарате агрессивна и взрывоопасна.

Дата выполнения: 27/08/2018

Рассчитать перемешивающее устройство и подобрать к нему мотор-редуктор по следующим исходным данным:
• номинальный объем сосуда V_н = 1,25 м³;
• рабочее давление в сосуде р = 3,2 МПа;
• размер твердых частиц, образующих суспензию, δ = 1,2 мм;
• плотность жидкости ρ_ж = 1100 кг/м³;
• плотность твердой фазы ρ_т = 2300 кг/м³;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0038 Па·с;
• среда в аппарате агрессивна и взрывоопасна.

Дата выполнения: 14/08/2018

Рассчитать перемешивающее устройство и подобрать к нему мотор-редуктор по следующим исходным данным:
• номинальный объем сосуда V_н = 4,0 м³;
• рабочее давление в сосуде р = 2,5 МПа;
• размер твердых частиц, образующих суспензию, δ = 0,7 мм;
• плотность жидкости ρ_ж = 1030 кг/м³;
• плотность твердой фазы ρ_т = 1800 кг/м³;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0016 Па·с;
• среда в аппарате агрессивна и взрывоопасна.

Дата выполнения: 19/04/2019

Рассчитать перемешивающее устройство и подобрать к нему мотор-редуктор по следующим исходным данным:
• номинальный объем сосуда V_н = 2,5 м³;
• рабочее давление в сосуде р = 2,5 МПа;
• размер твердых частиц, образующих суспензию, δ = 1,6 мм;
• плотность жидкости ρ_ж = 950 кг/м³;
• плотность твердой фазы ρ_т = 1500 кг/м³;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0025 Па·с;
• среда в аппарате взрыво- и пожароопасна.

Дата выполнения: 27/08/2018

Рассчитать перемешивающее устройство и подобрать к нему мотор-редуктор по следующим исходным данным:
• номинальный объем сосуда V_н = 8 м³;
• рабочее давление в сосуде р = 0,6 МПа;
• размер твердых частиц, образующих суспензию, δ = 0,8 мм;
• плотность жидкости ρ_ж = 1000 кг/м³;
• плотность твердой фазы ρ_т = 1400 кг/м³;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0034 Па·с;
• среда в аппарате взрыво- и пожароопасна.

Дата выполнения: 12/09/2018

Рассчитать перемешивающее устройство и подобрать к нему мотор-редуктор по следующим исходным данным:
• номинальный объем сосуда V_н = 3,2 м³;
• рабочее давление в сосуде р = 3,2 МПа;
• размер твердых частиц, образующих суспензию, δ = 1,5 мм;
• плотность жидкости ρ_ж = 860 кг/м³;
• плотность твердой фазы ρ_т = 1460 кг/м³;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0048 Па·с;
• среда в аппарате взрыво- и пожароопасна

Дата выполнения: 31/08/2018

Рассчитать перемешивающее устройство и подобрать к нему мотор-редуктор по следующим исходным данным:
• номинальный объем сосуда V_н = 10 м³;
• рабочее давление в сосуде р = 0,6 МПа;
• размер твердых частиц, образующих суспензию, δ = 1,3 мм;
• плотность жидкости ρ_ж = 1030 кг/м³;
• плотность твердой фазы ρ_т = 2300 кг/м³;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0105 Па·с;
• среда в аппарате взрыво- и пожароопасна.

Дата выполнения: 30/08/2018

Рассчитать перемешивающее устройство и подобрать к нему мотор-редуктор по следующим исходным данным:
• номинальный объем сосуда V_н = 4 м³;
• рабочее давление в сосуде р = 0,6 МПа;
• размер твердых частиц, образующих суспензию, δ = -;
• плотность жидкости ρ_ж = 1250 кг/м³;
• плотность твердой фазы ρ_т = -;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0438 Па·с;
• среда в аппарате взрыво- и пожароопасна.

Рассчитать перемешивающее устройство и подобрать к нему мотор-редуктор по следующим исходным данным:
• номинальный объем сосуда V_н = 12,5 м³;
• рабочее давление в сосуде р = 0,6 МПа;
• размер твердых частиц, образующих суспензию, δ = -;
• плотность жидкости ρ_ж = 1150 кг/м³;
• плотность твердой фазы ρ_т = -;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0356 Па·с;
• среда в аппарате высокоагрессивна, взрыво- и пожароопасна.

Рассчитать перемешивающее устройство и подобрать к нему мотор-редуктор по следующим исходным данным:
• номинальный объем сосуда V_н = 5,0 м³;
• рабочее давление в сосуде р = 0,6 МПа;
• размер твердых частиц, образующих суспензию, δ = -;
• плотность жидкости ρ_ж = 970 кг/м³;
• плотность твердой фазы ρ_т = -;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,040 Па·с;
• среда в аппарате высокоагрессивна, взрыво- и пожароопасна.

Рассчитать перемешивающее устройство и подобрать к нему мотор-редуктор по следующим исходным данным:
• номинальный объем сосуда V_н = 16,0 м³;
• рабочее давление в сосуде р = 0,6 МПа;
• размер твердых частиц, образующих суспензию, δ = -;
• плотность жидкости ρ_ж = 1050 кг/м³;
• плотность твердой фазы ρ_т = -;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0315 Па·с;
• среда в аппарате высокоагрессивна, взрыво- и пожароопасна.

Рассчитать перемешивающее устройство и подобрать к нему мотор-редуктор по следующим исходным данным:
• номинальный объем сосуда V_н = 8,0 м³;
• рабочее давление в сосуде р = 0,6 МПа;
• размер твердых частиц, образующих суспензию, δ = -;
• плотность жидкости ρ_ж = 870 кг/м³;
• плотность твердой фазы ρ_т = -;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0256 Па·с;
• межфазное натяжение жидкости σ = 42·10³ Дж/м²;
• среда в аппарате токсичная, взрывоопасна.

Рассчитать реактор-котел периодического действия по следующим исходным данным:
• производительность установки V_c = 22 м³/сутки;
• начальная концентрация реагирующего вещества А х_Ан = 0,15 кмоль/м³;
• степень превращения реагирующего вещества А ϰ_А = 0,50;
• начальная концентрация реагирующего вещества В х_Вн соответствует реакции нулевого порядка;
• температура реакции t_p = 150 °С;
• константа скорости реакции, протекающей по нулевому порядку, Κ_р = 3,2·10^-5;
• удельная теплота экзотермической реакции q_p = 6500·10⁶ Дж/кмоль;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0032 Па·с;
• теплоемкость жидкости с_ж = 3600 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,12 Вт/(м·К);
• плотность жидкости ρ_ж = 1050 кг/м³.

Дата выполнения: 07/09/2018

Рассчитать реактор-котел периодического действия по следующим исходным данным:
• производительность установки Vc = 25 м3/сутки;
• начальная концентрация реагирующего вещества А хАн = 0,12 кмоль/м3;
• степень превращения реагирующего вещества А ϰА = 0,70;
• начальная концентрация реагирующего вещества В хВн соответствует реакции нулевого порядка;
• температура реакции tp = 165 °С;
• константа скорости реакции, протекающей по нулевому порядку, Κр = 3,3·10 5;
• удельная теплота экзотермической реакции qp = 5300·106 Дж/кмоль;
• динамическая вязкость жидкости μж = 0,0100 Па·с;
• теплоемкость жидкости сж = 3200 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λж = 0,11 Вт/(м·К);
• плотность жидкости ρж = 870 кг/м3.

Рассчитать реактор-котел периодического действия по следующим исходным данным:
• производительность установки V_c = 38 м³/сутки;
• начальная концентрация реагирующего вещества А х_Ан = 0,3 кмоль/м³;
• степень превращения реагирующего вещества А ϰ_А = 0,6;
• начальная концентрация реагирующего вещества В х_Вн соответствует реакции нулевого порядка;
• температура реакции t_p = 132 °С;
• константа скорости реакции, протекающей по нулевому порядку, Κ_р = 6,6·10^-5;
• удельная теплота экзотермической реакции q_p = 2600·10⁶ Дж/кмоль;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0043 Па·с;
• теплоемкость жидкости с_ж = 2800 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,15 Вт/(м·К);
• плотность жидкости ρ_ж = 930 кг/м³.

Дата выполнения: 14/08/2018

Рассчитать реактор-котел периодического действия по следующим исходным данным:
• производительность установки V_c = 34 м³/сутки;
• начальная концентрация реагирующего вещества А х_Ан = 0,25 кмоль/м³;
• степень превращения реагирующего вещества А ϰ_А = 0,65;
• начальная концентрация реагирующего вещества В х_Вн соответствует реакции нулевого порядка;
• температура реакции t_p = 144 °С;
• константа скорости реакции, протекающей по нулевому порядку, Κ_р = 6,9·10^-5;
• удельная теплота экзотермической реакции q_р = 2300·10⁶ Дж/кмоль;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0120 Па·с;
• теплоемкость жидкости с_ж = 3800 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,16 Вт/(м·К);
• плотность жидкости ρ_ж = 1150 кг/м³.

Дата выполнения: 19/04/2019

Рассчитать реактор-котел периодического действия по следующим исходным данным:
• производительность установки V_c = 11 м³/сутки;
• начальная концентрация реагирующего вещества А х_Ан = 0,13 кмоль/м³;
• степень превращения реагирующего вещества А ϰ_А = 0,75;
• начальная концентрация реагирующего вещества В х_Вн соответствует реакции нулевого порядка;
• температура реакции t_p = 110 °С;
• константа скорости реакции, протекающей по нулевому порядку, Κ_р = 4,2·10^-5;
• удельная теплота экзотермической реакции q_p = 2040·10⁶ Дж/кмоль;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0160 Па·с;
• теплоемкость жидкости с_ж = 1700 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,22 Вт/(м·К);
• плотность жидкости ρ_ж = 1020 кг/м³.

Дата выполнения: 27/08/2018

Рассчитать реактор-котел периодического действия по следующим исходным данным:
• производительность установки V_c = 7 м³/сутки;
• начальная концентрация реагирующего вещества А х_Ан = 0,12 кмоль/м³;
• степень превращения реагирующего вещества А ϰ_А = 0,80;
• начальная концентрация реагирующего вещества В х_Вн соответствует реакции нулевого порядка;
• температура реакции t_p = 130 °С;
• константа скорости реакции, протекающей по первому порядку, Κ_р = 3,3·10^-5;
• удельная теплота экзотермической реакции q_p = 8400·10⁶ Дж/кмоль;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0045 Па·с;
• теплоемкость жидкости с_ж = 2600 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,19 Вт/(м·К);
• плотность жидкости ρ_ж = 980 кг/м³.

Дата выполнения: 12/09/2018

Рассчитать реактор-котел периодического действия по следующим исходным данным:
• производительность установки V_c = 15 м³/сутки;
• начальная концентрация реагирующего вещества А х_Ан = 0,16 кмоль/м³;
• степень превращения реагирующего вещества А ϰ_А = 0,7;
• начальная концентрация реагирующего вещества В х_Вн соответствует реакции нулевого порядка;
• температура реакции t_p = 145 °С;
• константа скорости реакции, протекающей по первому порядку, Κ_р = 5,1·10^-5;
• удельная теплота экзотермической реакции q_p = 4620·10⁶ Дж/кмоль;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0064 Па·с;
• теплоемкость жидкости с_ж = 2800 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,20 Вт/(м·К);
• плотность жидкости ρ_ж = 750 кг/м³.

Дата выполнения: 31/08/2018

Рассчитать реактор-котел периодического действия по следующим исходным данным:
• производительность установки V_c = 25 м³/сутки;
• начальная концентрация реагирующего вещества А х_Ан = 0,25 кмоль/м³;
• степень превращения реагирующего вещества А ϰ_А = 0,65;
• начальная концентрация реагирующего вещества В х_Вн соответствует реакции первого порядка;
• температура реакции t_p = 110 °С;
• константа скорости реакции, протекающей по первому порядку, Κ_р = 51·10^-5;
• удельная теплота экзотермической реакции q_p = 1630·10⁶ Дж/кмоль;
• динамическая вязкость жидкости μ_ж = 0,0038 Па·с;
• теплоемкость жидкости с_ж = 2500 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,16 Вт/(м·К);
• плотность жидкости ρ_ж = 950 кг/м³.

Дата выполнения: 30/08/2018

Подобрать нормализованный аппарат с мешалкой для растворения газа в воде и определить количество поглощенного газа по следующим исходным данным:
• газ – Н₂ (Водород);
• объемная концентрация воды в газе у = 0,85;
• избыточное давление газа в реакторе р_изб = 0,15 МПа;
• расход газа, подаваемого в реактор, Q_г = 160 м³/ч;
• расход воды, подаваемой в реактор, Q_в = 0,17 м³/ч;
• среднее время пребывания воды в реакторе τ_ср = 3,00 ч;
• температура реакции t_р = 35 °С.

Подобрать нормализованный аппарат с мешалкой для растворения газа в воде и определить количество поглощенного газа по следующим исходным данным:
• газ – С₂Н₆ (этан);
• объемная концентрация воды в газе у = 0,25;
• избыточное давление газа в реакторе р_изб = 0,06 МПа;
• расход газа, подаваемого в реактор, Q_г = 450 м³/ч;
• расход воды, подаваемой в реактор, Q_в = 1,60 м³/ч;
• среднее время пребывания воды в реакторе τ_ср = 2,50 ч;
• температура реакции t_р = 40 °С.

Дата выполнения: 07/09/2018

Подобрать нормализованный аппарат с мешалкой для растворения газа в воде и определить количество поглощенного газа по следующим исходным данным:
• газ – СО (угарный газ);
• объемная концентрация воды в газе у = 0,15;
• избыточное давление газа в реакторе р_изб = 0,02 МПа;
• расход газа, подаваемого в реактор, Q_г = 650 м³/ч;
• расход воды, подаваемой в реактор, Q_в = 1,75 м³/ч;
• среднее время пребывания воды в реакторе τ_ср = 3,70 ч;
• температура реакции t_р = 55 °С.

Дата выполнения: 27/08/2018

Подобрать нормализованный аппарат с мешалкой для растворения газа в воде и определить количество поглощенного газа по следующим исходным данным:
• газ – С₂Н₄ (этилен);
• объемная концентрация воды в газе у = 0,08;
• избыточное давление газа в реакторе р_изб = 0,14 МПа;
• расход газа, подаваемого в реактор, Q_г = 220 м³/ч;
• расход воды, подаваемой в реактор, Q_в = 1,00 м³/ч;
• среднее время пребывания воды в реакторе τ_ср = 1,00 ч;
• температура реакции t_р = 30 °С.

Дата выполнения: 14/08/2018

Подобрать нормализованный аппарат с мешалкой для растворения газа в воде и определить количество поглощенного газа по следующим исходным данным:
• газ – СН₄ (метан);
• объемная концентрация воды в газе у = 0,42;
• избыточное давление газа в реакторе р_изб = 0,12 МПа;
• расход газа, подаваемого в реактор, Q_г = 290 м³/ч;
• расход воды, подаваемой в реактор, Q_в = 0,47 м³/ч;
• среднее время пребывания воды в реакторе τ_ср = 3,40 ч;
• температура реакции t_р = 45 °С.

Дата выполнения: 19/04/2019

Подобрать нормализованный аппарат с мешалкой для растворения газа в воде и определить количество поглощенного газа по следующим исходным данным:
• газ – СО₂ (углекислый газ);
• объемная концентрация воды в газе у = 0,12;
• избыточное давление газа в реакторе р_изб = 0,05 МПа;
• расход газа, подаваемого в реактор, Q_г = 220 м³/ч;
• расход воды, подаваемой в реактор, Q_в = 6,50 м³/ч;
• среднее время пребывания воды в реакторе τ_ср = 0,15 ч;
• температура реакции t_р = 43 °С.

Дата выполнения: 27/08/2018

Подобрать нормализованный аппарат с мешалкой для растворения газа в воде и определить количество поглощенного газа по следующим исходным данным:
• газ – О₂ (кислород);
• объемная концентрация воды в газе у = 0,16;
• избыточное давление газа в реакторе р_изб = 0,06 МПа;
• расход газа, подаваемого в реактор, Q_г = 1000 м³/ч;
• расход воды, подаваемой в реактор, Q_в = 4,50 м³/ч;
• среднее время пребывания воды в реакторе τ_ср = 3,50 ч;
• температура реакции t_р = 38 °С.

Дата выполнения: 12/09/2018

Подобрать нормализованный аппарат с мешалкой для растворения газа в воде и определить количество поглощенного газа по следующим исходным данным:
• газ – NO₂ (диоксид азота);
• объемная концентрация воды в газе у = 0,15;
• избыточное давление газа в реакторе р_изб = 0,13 МПа;
• расход газа, подаваемого в реактор, Q_г = 450 м³/ч;
• расход воды, подаваемой в реактор, Q_в = 1,65 м³/ч;
• среднее время пребывания воды в реакторе τ_ср = 2,50 ч;
• температура реакции t_р = 44 °С.

Дата выполнения: 31/08/2018

Подобрать нормализованный аппарат с мешалкой для растворения газа в воде и определить количество поглощенного газа по следующим исходным данным:
• газ – С₂Н₂ (ацетилен);
• объемная концентрация воды в газе у = 0,32;
• избыточное давление газа в реакторе р_изб = 0,12 МПа;
• расход газа, подаваемого в реактор, Q_г = 200 м³/ч;
• расход воды, подаваемой в реактор, Q_в = 25 м³/ч;
• среднее время пребывания воды в реакторе τ_ср = 0,10 ч;
• температура реакции t_р = 35 °С.

Дата выполнения: 30/08/2018

Подобрать нормализованный аппарат с мешалкой для растворения газа в воде и определить количество поглощенного газа по следующим исходным данным:
• газ – О₂ (кислород);
• объемная концентрация воды в газе у = 0,18;
• избыточное давление газа в реакторе р_изб = 0,16 МПа;
• расход газа, подаваемого в реактор, Q_г = 290 м³/ч;
• расход воды, подаваемой в реактор, Q_в = 1,30 м³/ч;
• среднее время пребывания воды в реакторе τ_ср = 4,00 ч;
• температура реакции t_р = 50 °С.

Дата выполнения: 19/04/2019

Подобрать нормализованный аппарат с мешалкой для растворения газа в воде и определить количество поглощенного газа по следующим исходным данным:
• газ – C₂H₂ (Ацетилен);
• объемная концентрация воды в газе у = 0,15;
• избыточное давление газа в реакторе р_изб = 0,06 МПа;
• расход газа, подаваемого в реактор, Q_г = 90 м³/ч;
• расход воды, подаваемой в реактор, Q_в = 1,0 м³/ч;
• среднее время пребывания воды в реакторе τ_ср = 0,80 ч;
• температура реакции t_р = 30 °С.

Подобрать нормализованный аппарат с мешалкой для растворения газа в воде и определить количество поглощенного газа по следующим исходным данным:
• газ – H₂S (сереводород);
• объемная концентрация воды в газе у = 0,08;
• избыточное давление газа в реакторе р_изб = 0,07 МПа;
• расход газа, подаваемого в реактор, Q_г = 130 м³/ч;
• расход воды, подаваемой в реактор, Q_в = 13,30 м³/ч;
• среднее время пребывания воды в реакторе τ_ср = 0,06 ч;
• температура реакции t_р = 45 °С.

Рассчитать и выбрать тип барботажного реактора для проведения химических превращений по следующим исходным данным:
• производительность аппарата по жидкости V_ж = 3,5 м³/ч;
• расход газа (воздуха), приведенный к рабочим условиям, V_г = 140 м³/ч;
• давление в реакторе р = 0,65 МПа;
• время окисления продукта до требуемой степени превращения τ_р = 1,5 ч;
• теплота реакции при окислении 1 кг сырья q_p = +7,8·10⁵ Дж/кг (экзотер-мическая реакция);
• температура реакции t_p = 130 °С;
• наименьшая допустимая температура теплоносителя θ₂ = 105 °С;
• плотность жидкости ρ_ж = 910 кг/м³;
• теплоемкость жидкости с_ж = 1900 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,13 Вт/(м·К);
• кинематическая вязкость жидкости ν_ж = 1,40·10^-6 м²/с;
• поверхностное натяжение на границе жидкость-газ σ = 0,019 Н/м.

Рассчитать и выбрать тип барботажного реактора для проведения химических превращений по следующим исходным данным:
• производительность аппарата по жидкости V_ж = 4,0 м³/ч;
• расход газа (воздуха), приведенный к рабочим условиям, V_г = 600 м³/ч;
• давление в реакторе р = 0,25 МПа;
• время окисления продукта до требуемой степени превращения τ_р = 4,0 ч;
• теплота реакции при окислении 1 кг сырья q_p = +6,1·10⁵ Дж/кг (экзотер-мическая реакция);
• температура реакции t_p = 95 °С;
• наименьшая допустимая температура теплоносителя θ₂ = 50 °С;
• плотность жидкости ρ_ж = 810 кг/м³;
• теплоемкость жидкости с_ж = 3500 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,14 Вт/(м·К);
• кинематическая вязкость жидкости ν_ж = 0,85·10^-6 м²/с;
• поверхностное натяжение на границе жидкость-газ σ = 0,025 Н/м.

Дата выполнения: 07/09/2018

Рассчитать и выбрать тип барботажного реактора для проведения химических превращений по следующим исходным данным:
• производительность аппарата по жидкости V_ж = 7,5 м³/ч;
• расход газа (воздуха), приведенный к рабочим условиям, V_г = 1400 м³/ч;
• давление в реакторе р = 0,80 МПа;
• время окисления продукта до требуемой степени превращения τ_р = 0,8 ч;
• теплота реакции при окислении 1 кг сырья q_p = -8,1·10⁵ Дж/кг (эндотер-мическая реакция);
• температура реакции t_p = 120 °С;
• наименьшая допустимая температура теплоносителя θ₂ = 150 °С;
• плотность жидкости ρ_ж = 1020 кг/м³;
• теплоемкость жидкости с_ж = 4100 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,63 Вт/(м·К);
• кинематическая вязкость жидкости ν_ж = 1,22·10^-6 м²/с;
• поверхностное натяжение на границе жидкость-газ σ = 0,055 Н/м.

Дата выполнения: 27/08/2018

Рассчитать и выбрать тип барботажного реактора для проведения химических превращений по следующим исходным данным:
• производительность аппарата по жидкости V_ж = 4,5 м³/ч;
• расход газа (воздуха), приведенный к рабочим условиям, V_г = 1200 м³/ч;
• давление в реакторе р = 0,33 МПа;
• время окисления продукта до требуемой степени превращения τ_р = 8,0 ч;
• теплота реакции при окислении 1 кг сырья q_p = -4,2·10⁵ Дж/кг (эндотермическая реакция);
• температура реакции t_p = 110 °С;
• наименьшая допустимая температура теплоносителя θ₂ = 140 °С;
• плотность жидкости ρ_ж = 790 кг/м³;
• теплоемкость жидкости с_ж = 2700 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,20 Вт/(м·К);
• кинематическая вязкость жидкости ν_ж = 0,73·10-6 м²/с;
• поверхностное натяжение на границе жидкость-газ σ = 0,023 Н/м.

Дата выполнения: 14/08/2018

Рассчитать и выбрать тип барботажного реактора для проведения химических превращений по следующим исходным данным:
• производительность аппарата по жидкости V_ж = 10,0 м³/ч;
• расход газа (воздуха), приведенный к рабочим условиям, V_г = 700 м³/ч;
• давление в реакторе р = 0,50 МПа;
• время окисления продукта до требуемой степени превращения τ_р = 0,6 ч;
• теплота реакции при окислении 1 кг сырья q_p = +6,0·10⁵ Дж/кг (экзотермическая реакция) [уменьшено в целях прохождения теплового расчета];
• температура реакции t_p = 145 °С;
• наименьшая допустимая температура теплоносителя θ₂ = 120 °С;
• плотность жидкости ρ_ж = 815 кг/м³;
• теплоемкость жидкости с_ж = 3200 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,14 Вт/(м·К);
• кинематическая вязкость жидкости ν_ж = 1,75·10^-6 м²/с;
• поверхностное натяжение на границе жидкость-газ σ = 0,018 Н/м.

Дата выполнения: 19/04/2019

Рассчитать и выбрать тип барботажного реактора для проведения химических превращений по следующим исходным данным:
• производительность аппарата по жидкости V_ж = 12,0 м³/ч;
• расход газа (воздуха), приведенный к рабочим условиям, V_г = 900 м³/ч;
• давление в реакторе р = 0,60 МПа;
• время окисления продукта до требуемой степени превращения τ_р = 0,5 ч;
• теплота реакции при окислении 1 кг сырья q_p = +5,1·10⁵ Дж/кг (экзотер-мическая реакция);
• температура реакции t_p = 160 °С;
• наименьшая допустимая температура теплоносителя θ₂ = 140 °С;
• плотность жидкости ρ_ж = 870 кг/м³;
• теплоемкость жидкости с_ж = 2000 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,10 Вт/(м·К);
• кинематическая вязкость жидкости ν_ж = 0,58·10^-6 м²/с;
• поверхностное натяжение на границе жидкость-газ σ = 0,016 Н/м.

Дата выполнения: 27/08/2018

Рассчитать и выбрать тип барботажного реактора для проведения химических превращений по следующим исходным данным:
• производительность аппарата по жидкости V_ж = 4 м³/ч; • расход газа (воздуха), приведенный к рабочим условиям, V_г = 900 м³/ч;
• давление в реакторе р = 0,15 МПа;
• время окисления продукта до требуемой степени превращения τ_р = 6 ч;
• теплота реакции при окислении 1 кг сырья q_p = -7,7·10⁵ Дж/кг (эндотермическая реакция);
• температура реакции t_p = 73 °С;
• наименьшая допустимая температура теплоносителя θ₂ = 105 °С;
• плотность жидкости ρ_ж = 930 кг/м³;
• теплоемкость жидкости с_ж = 2500 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,15 Вт/(м·К);
• кинематическая вязкость жидкости ν_ж = 0,95·10^-6 м²/с;
• поверхностное натяжение на границе жидкость-газ σ = 0,017 Н/м.

Дата выполнения: 12/09/2018

Рассчитать и выбрать тип барботажного реактора для проведения химических превращений по следующим исходным данным:
• производительность аппарата по жидкости V_ж = 9 м³/ч;
• расход газа (воздуха), приведенный к рабочим условиям, V_г = 2100 м³/ч;
• давление в реакторе р = 0,30 МПа;
• время окисления продукта до требуемой степени превращения τ_р = 1,0 ч;
• теплота реакции при окислении 1 кг сырья q_p = +4,5·10⁵ Дж/кг (экзотер-мическая реакция);
• температура реакции t_p = 125 °С;
• наименьшая допустимая температура теплоносителя θ2 = 90 °С;
• плотность жидкости ρ_ж = 900 кг/м³;
• теплоемкость жидкости с_ж = 2200 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,125 Вт/(м·К);
• кинематическая вязкость жидкости ν_ж = 2,10·10^-6 м²/с;
• поверхностное натяжение на границе жидкость-газ σ = 0,020 Н/м.

Дата выполнения: 31/08/2018

Рассчитать и выбрать тип барботажного реактора для проведения химических превращений по следующим исходным данным:
• производительность аппарата по жидкости V_ж = 15 м³/ч;
• расход газа (воздуха), приведенный к рабочим условиям, V_г = 300 м³/ч;
• давление в реакторе р = 0,40 МПа;
• время окисления продукта до требуемой степени превращения τ_р = 0,6 ч;
• теплота реакции при окислении 1 кг сырья q_p = -1,8·10⁵ Дж/кг (эндотер-мическая реакция);
• температура реакции t_p = 120 °С;
• наименьшая допустимая температура теплоносителя θ₂ = 150 °С;
• плотность жидкости ρ_ж = 792 кг/м³;
• теплоемкость жидкости с_ж = 2300 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,162 Вт/(м·К);
• кинематическая вязкость жидкости ν_ж = 0,30·10-6 м²/с;
• поверхностное натяжение на границе жидкость-газ σ = 0,019 Н/м.

Дата выполнения: 30/08/2018

Рассчитать и выбрать тип барботажного реактора для проведения химических превращений по следующим исходным данным:
• производительность аппарата по жидкости V_ж = 9,5 м³/ч;
• расход газа (воздуха), приведенный к рабочим условиям, Vг = 1800 м³/ч;
• давление в реакторе р = 0,25 МПа;
• время окисления продукта до требуемой степени превращения τ_р = 1,1 ч;
• теплота реакции при окислении 1 кг сырья q_p = -10,0·10⁵ Дж/кг (эндотермическая реакция);
• температура реакции t_p = 112 °С;
• наименьшая допустимая температура теплоносителя θ₂ = 125 °С;
• плотность жидкости ρ_ж = 879 кг/м³;
• теплоемкость жидкости с_ж = 1900 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,13 Вт/(м·К);
• кинематическая вязкость жидкости ν_ж = 0,35·10^-6 м²/с;
• поверхностное натяжение на границе жидкость-газ σ = 0,021 Н/м.

Дата выполнения: 19/04/2019

Рассчитать и выбрать тип барботажного реактора для проведения химических превращений по следующим исходным данным:
• производительность аппарата по жидкости V_ж = 8 м³/ч;
• расход газа (воздуха), приведенный к рабочим условиям, Vг = 1300 м³/ч;
• давление в реакторе р = 0,16 МПа;
• время окисления продукта до требуемой степени превращения τ_р = 3,6 ч;
• теплота реакции при окислении 1 кг сырья q_p = +5,2·10⁵ Дж/кг (эндотермическая реакция);
• температура реакции t_p = 83 °С;
• наименьшая допустимая температура теплоносителя θ₂ = 50 °С;
• плотность жидкости ρ_ж = 790 кг/м³;
• теплоемкость жидкости с_ж = 3500 Дж/(кг·К);
• теплопроводность жидкости λ_ж = 0,20 Вт/(м·К);
• кинематическая вязкость жидкости ν_ж = 1,80·10^-6 м²/с;
• поверхностное натяжение на границе жидкость-газ σ = 0,020 Н/м.