Задача:
Для какого реактора уравнение материального баланса имеет вид \(C_A V_0 - (C_A + dC_A)V_0 - dV_p W_A = 0\)?
Выберите один ответ:
- 1. РИВ
- 2. КРИС-Н
- 3. РИС-Н
- 4. РИС-П
Решение:
Давайте разберем уравнение материального баланса, которое дано в задаче: \[C_A V_0 - (C_A + dC_A)V_0 - dV_p W_A = 0\]
Это уравнение описывает изменение количества вещества \(A\) в элементарном объеме реактора. Давайте расшифруем каждый член:
- \(C_A V_0\): Количество вещества \(A\), поступающее в элементарный объем реактора.
- \(C_A\) — концентрация вещества \(A\) на входе в элементарный объем.
- \(V_0\) — объемный расход (скорость потока) через реактор.
- \((C_A + dC_A)V_0\): Количество вещества \(A\), выходящее из элементарного объема реактора.
- \((C_A + dC_A)\) — концентрация вещества \(A\) на выходе из элементарного объема, где \(dC_A\) — изменение концентрации на этом участке.
- \(dV_p W_A\): Количество вещества \(A\), которое прореагировало в элементарном объеме реактора.
- \(dV_p\) — элементарный объем реактора.
- \(W_A\) — скорость реакции по веществу \(A\).
Уравнение материального баланса в общем виде для стационарного процесса (когда нет накопления вещества в объеме) можно записать как:
Вход - Выход - Расход (из-за реакции) = 0
Данное уравнение описывает материальный баланс для элементарного объема реактора, где концентрация вещества \(A\) изменяется на \(dC_A\) по мере прохождения потока через этот объем. Это характерно для реакторов, в которых концентрация реагентов изменяется вдоль оси реактора, то есть для реакторов идеального вытеснения (РИВ).
Давайте рассмотрим типы реакторов, предложенные в вариантах:
- РИВ (Реактор Идеального Вытеснения): В этом реакторе поток движется как поршень, без продольного перемешивания. Концентрация реагентов изменяется непрерывно вдоль длины реактора. Уравнение материального баланса для элементарного объема РИВ как раз и имеет вид, представленный в задаче.
- КРИС-Н (Или КИМ - Реактор Идеального Смешения): В реакторе идеального смешения (или КРИС) концентрация реагентов внутри всего объема реактора одинакова и равна концентрации на выходе. Для такого реактора уравнение материального баланса выглядит иначе, оно не содержит дифференциалов по объему или концентрации внутри самого реактора, а связывает входную и выходную концентрации с общим объемом реактора и скоростью реакции.
- РИС-Н и РИС-П: Эти аббревиатуры, вероятно, являются вариациями или ошибками в написании КРИС (Реактор Идеального Смешения) или РИВ (Реактор Идеального Вытеснения). Если "РИС" означает "Реактор Идеального Смешения", то уравнение для него будет отличаться. "Н" и "П" могут указывать на непрерывный или периодический режим, но для непрерывного реактора идеального смешения уравнение будет другим.
Таким образом, данное дифференциальное уравнение материального баланса, описывающее изменение концентрации вдоль объема реактора, характерно именно для реактора идеального вытеснения (РИВ).
Ответ:
1. РИВ