CSTR-Eigenschaften - Was passiert mit der Umwandlung von Produkten, wenn ich die Reaktorgröße ändere?

Beispielsweise hat dieser Reaktor anfangs eine Reaktion 2. Ordnung von $ -ra = kaCa ^ 2 $ und es hat eine gebrochene Umwandlung von 50% in einem CSTR.

Ich ersetze es mit etwas 1/6 so groß. Was passiert mit der Konvertierung, wenn alles andere gleich bleibt?

Aus theoretischen Gründen weiß ich, dass die Konversion abnimmt, da es sich um einen kleineren CSTR handelt, aber es gibt eine Möglichkeit, sie mithilfe der Formel zu berechnen: $ fa = Fao - Fa1 / Fao $ ?

Das Molgleichgewicht der Komponente A durch den Reaktor gleicht die Fließgeschwindigkeiten mit der Änderungsrate aus und ein.

$$ \ dot {n} _ {Ao} - \ dot {n} _ {Ai} = \ frac {dn_A} {dt} $$

Die linke Seite kann als Gesamtumrechnung für eine Verbrauchsreaktion angegeben werden.

$$ f_A \ equiv \ frac {\ dot {n} _ {Ai} - \ dot {n} _ {Ao}} {\ dot {n} _ {Ai}} $$

Die rechte Seite kann als Ratenausdruck für die Konzentration umgeschrieben werden $ dn_A / dt = V dC_A / dt $ . Verwenden Sie einen empirischen Geschwindigkeitsgesetzausdruck für die Geschwindigkeit. Angenommen, die Reaktion verbraucht Komponente A. In einem CSTR ist die Auslasskonzentration die Reaktorkonzentration. Kombiniert erhalten wir

$$ f_A \ \ dot {n} _ {Ai} = V \ k \ C_ {Ao} ^ n $$

Wenn Sie das Volumen des Reaktors verringern möchten $ V $ müssen Sie diese Faktoren mit den folgenden Konsequenzen ändern:

• Verringern Sie den Volumenstrom von A in, um die Gesamtumwandlung beizubehalten $ f_A $ Konstante.

• Verringern Sie die Gesamtkonvertierung $ f_A $ um den gleichen Volumenstrom von A in.

• Erhöhen Sie die Konzentration von A im Auslass bei gleichem Gesamtumsatz und gleichem Volumenstrom von A in.