高溫反應(yīng)工程課件

高溫反應(yīng)工程1.緒論高溫反應(yīng)工程研究對(duì)象：高溫反應(yīng)器典型實(shí)例：外熱式管式反應(yīng)器：包括烴類蒸汽轉(zhuǎn)化爐、乙烯裂解爐。特點(diǎn)——強(qiáng)吸熱過(guò)程氣流床反應(yīng)器特點(diǎn)——高溫、高壓、多相、湍流2.輻射傳熱原理(1)熱輻射的基本概念熱輻射的物理本質(zhì)——電磁波熱輻射與物體的相互作用被物體吸收、由物體表面反射出去、穿透物體(2)黑體輻射的基本規(guī)律

普朗克定律反映真空中黑體在不同溫度下單色輻射能力隨波長(zhǎng)的分布規(guī)律。斯蒂芬-玻爾茲曼定律反映黑體的輻射能力與溫度的關(guān)系。蘭貝特定律描述的是黑體表面輻射能量按空間方向的分布規(guī)律。3.流體流動(dòng)和混合(1)湍流基本基礎(chǔ)湍流現(xiàn)象和湍流基本特征（十條）(2)射流基礎(chǔ)射流定義射流的重要特性卷吸周圍介質(zhì)射流所要解決的重要問(wèn)題確定射流擴(kuò)展的范圍，射流中的流速分布以及流量沿程變化等。自由射流受限射流環(huán)狀射流同軸自由射流旋轉(zhuǎn)射流(3)撞擊流基礎(chǔ)撞擊流原理撞擊流特性強(qiáng)化傳遞過(guò)程撞擊流研究方法蒙特卡羅模擬、馬爾柯夫鏈概率撞擊流分類流動(dòng)類型和撞擊面幾何形狀單股圓形撞擊射流(4)混合與化學(xué)反應(yīng)混合機(jī)理宏觀混合（主體擴(kuò)散、湍流擴(kuò)散）、微觀混合（微元變形、分子擴(kuò)散），最終達(dá)到分子尺度均勻。

混合特性分隔尺度

湍流作用使物料分散的程度

分隔強(qiáng)度分子擴(kuò)散作用使物料接近均勻的程度混合時(shí)間分隔強(qiáng)度與混合時(shí)間關(guān)系——分隔強(qiáng)度隨時(shí)間指數(shù)衰減低施密特?cái)?shù)與高施密特?cái)?shù)時(shí)混合時(shí)間表達(dá)式湍流、混合與化學(xué)反應(yīng)參數(shù)τk/τm

表示反應(yīng)特征時(shí)間與混合時(shí)間比值描述湍流對(duì)化學(xué)反應(yīng)作用

①τk/τm>>1，為慢反應(yīng)②τk/τm≈1，中等反應(yīng)速率③τk/τm<<1，快反應(yīng)微觀混合與宏觀混合的相互作用根據(jù)宏觀混合與微觀混合的不同地位，可將反應(yīng)器內(nèi)流場(chǎng)劃分為三個(gè)區(qū)域：物料分散區(qū)、微觀混合控制區(qū)與宏觀混合控制區(qū)。三個(gè)區(qū)域的物料分別處于完全分隔、部分分隔和最大混合的狀態(tài)。(3)氣固反應(yīng)模型單個(gè)致密顆粒的反應(yīng)反應(yīng)特點(diǎn)反應(yīng)只發(fā)生在兩相交界面；化學(xué)反應(yīng)和傳遞過(guò)程串聯(lián)進(jìn)行分類收縮反應(yīng)、顆?？偝叽绮蛔儭㈩w?？偝叽绺淖儮贌o(wú)固體生成物層的反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化時(shí)間（單純化學(xué)反應(yīng)控制、傳質(zhì)控制、化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)共同控制）②有固體生成物層的反應(yīng)顆粒大小不變SCM

化學(xué)反應(yīng)控制、通過(guò)產(chǎn)物層的擴(kuò)散控制、氣膜擴(kuò)散控制顆粒粒徑發(fā)生變化SCM

單個(gè)多孔顆粒的反應(yīng)整體反應(yīng)模型、微粒模型作業(yè)：題目：結(jié)合課程所講內(nèi)容，聯(lián)系工業(yè)實(shí)際寫一篇論文要求：論文字?jǐn)?shù)不少于5000字論文格式標(biāo)題（黑體四號(hào)）、學(xué)號(hào)、姓名、專業(yè)、摘要和關(guān)鍵詞（中英文）、正文（宋體小四）、參考文獻(xiàn)（參考《華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)》）。論文上交形式：A4紙單面打印稿和word文件電子版論文上交最后