Zusammenfassung
Es wird ein mathematisches Strömungsmodell für Gas-Flüssigreaktoren aufgestellt, das auf der Filmtheorie basiert. Für den Fall einer chemischen Reaktion erster Ordnung läßt sich eine geschlossene analytische Lösung finden, mit deren Hilfe man den Stoffaustauschgrad, den Reaktionsumsatz und die Reaktorkapazität leicht ermitteln kann. Das Modell eignet sich also unmittelbar als Auslegungsbasis für Gas-Flüssigreaktoren.
Abstract
A design model for gas-liquid reactors is developed based on the film theory and under condition that the gas and liquid phase are in plug flow. An analytical solution of this system has been achieved. The mass transfer degree, the reaction conversion and the reactor capacity can be easily calculated by means of the analytical solutions. Therefore, this model can be used directly to design the gas-liquid reactors.
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Abbreviations
- a i [m 2/m 3]:
-
spezifische Phasengrenzfläche
- C [kmol/m3]:
-
Konzentration
- D [m2/s]:
-
Diffusionskoeffizient
- F [kmol/s]:
-
Masseneinströmung der Gasphase
- H [J/kmol]:
-
Henry'sche Konstante
- Ha [J/kmol]:
-
Hatta-Zahl definiert in Gl. (3)
- L [m]:
-
charakteristische Länge des Reaktors
- Q L [m 3/s]:
-
Volumenströmung der Flüssigphase
- N [kmol/m2·s]:
-
Stoffübergangsgeschwindigkeit
- p [N/m2]:
-
Partialdruck einer Komponente
- p [N/m2]:
-
Gesamtdruck des Systems
- r [N/m2]:
-
Strömungsstatus
- x [m]:
-
Ortskoordinate längs der Diffusionsrichtung
- x A [m]:
-
Reaktionsumsatz des EduktesA
- V [m3]:
-
Reaktorvolumen
- σ [m]:
-
Diffusionsgrenzschichtdicke
- ε L :
-
Flüssig-Holdup
- η [m]:
-
Austauschgrad
- φ [m]:
-
Abkürzung definiert in Gl. (13)
- 0:
-
bezogen auf Anfangsstelle des Reaktors
- A :
-
bezogen auf KomponenteA
- b :
-
bezogen auf Bulkphase
- L :
-
bezogen auf Flüssigphase
- α:
-
bezogen auf Einströmung
- β:
-
bezogen auf Ausströmung
Literatur
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Wang, J. Strömungsmodell der Gas-Flüssigreaktoren nach der Filmtheorie. Heat and Mass Transfer 30, 237–240 (1995). https://doi.org/10.1007/BF01602769
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF01602769