Analiza regimului termic al reactoarelor de polimerizare

Reactorul DC

Se consideră cazul general al unei reacţii ireversibile de ordinul n exoterma:

Cazuri particulare

A. Regim izoterm:

Ecuaţia de bilanţ termic devine:

B. Regim adiabat:

Din ecuaţiile de bilanţ masic şi termic:

Prin integrare cu condiţia iniţială:

Pentru calculul timpului de reacţie, se utilizează forma integrală a ecuaţiei de bilanţ masic:

Polimerizarea radicalică în reactoarul DC izoterm

În ipoteza cvasistaţionarităţii concentraţiei radicalilor liberi:

Introducând conversia:

Pentru calculul coeficientului parţial de transfer termic al amestecului de reacţie:

Sisteme de reglare automată a temperaturii amestecului de reacţie

A. Cu modificarea debitului agentului de răcireB. Cu modificarea temperaturii de intrare a agentului de răcire

A.

B. Din bilanţul termic al agentului de răcire:

Eliminând temperatura de ieşire a agentului de răcire:

Reactorul R

Conceptul de stare staţionară. Detalii la curs !!!

Ecuaţia de bilanţ masic pentru reactantul de referinţa este:

Ecuaţia de bilanţ termic:

Ecuaţia de bilanţ termic devine:

La punctul de funcţionare staţionară (punctul staţionar):

Temperaturile de funcţionare staţionară a reactorului se obţin din intersecţia curbei căldurii generate cu dreapta căldurii transferate.

Oricare dintre punctele A’, A, B, C, C’ corespund unor posibile stări staţionare.

Stare staţionară stabilă

Stare staţionară instabilă

Într-un punct de funcţionare staţionară stabilă, panta curbei căldurii generate este inferioară pantei dreptei căldurii transferate:

Această condiţie garantează răcirea sistemului la abateri pozitive ale temperaturii şi respectiv încălzirea acestuia la abateri negative (condiţie necesară dar nu şi suficientă)..

Într-un punct instabil:

Această inegalitate reprezintă o condiţie necesară şi suficientă pentru apariţia instabilităţii.

Modelul matematic al reactorului R trebuie completat cu ecuaţia de bilanţ termic a agentului de răcire:

Aplicaţie !