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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 催化 » 催化反应 » 求助流动态动力学方程式来源
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jyh0506104

银虫 (小有名气)

[交流] 求助流动态动力学方程式来源

一定条件下，在反应时间为t时，设反应物的转化率为x，根据流动态反应动力学方程：k=(v/w)×ln(1/1-x) ，式中：k为某温度下的反应速率常数，v和w分别表示气体体积流速和催化剂用量。这是我师兄的论文中的一个动力学公式，因为师兄已经毕业走人了，而且他也不记得具体的出处了。导师让我找到该公式的原始出处。我找了好基本书，都没有找到，查这方面的文献也没有办法查到。在这里求助各位高手，先谢了。
引用回帖:
[suggestion from rabbit7708]
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引用回帖:
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[ Last edited by jyh0506104 on 2007-9-25 at 18:24 ]
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1楼 2007-09-24 08:41:52
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sunlinlinsunlei

铜虫 (小有名气)
★ ★ ★
rabbit7708(金币+3,VIP+0):多谢应助，提前祝中秋快乐喽！：）
英文版《Chemical Reaction Engineering》中就有这个公式。我想中文版的《化学反应工程》（朱炳辰  化学工业出版社出版）里面应该也有。CRE中有一章Interpretation of Batch Reactor Data，介绍间歇反应数据的处理问题，提到用积分法分析恒容间歇式一级反应数据（就是用-dCA/dt=kCA的n次方,这个式子积分），CA指反应物A的浓度，t是反应时间。假设反应是一级单分子不可逆反应即A-----Products，那么根据上面的式子，CA从CA0到CA，t从0到t积分，可以得到:
kt=ln(CA0/CA),设X为转化率，则CA=CA0*(1-X)，代进去，就有kt=ln(1/1-X).
当用于流动态反应时，这个t就是反应流体与催化剂接触的时间，那么用催化剂的体积W除以流体的体积流量V就能得到，即t=W/V。
这样就得到 k x (W/V) = ln (1/ 1-X)  

还有，如果中文版化学反应工程的书里找不到，LZ可以找找物理化学方面的书，也有类似化学反应级别对应的方程介绍。
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6楼2007-09-24 12:57:22
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bestalex

银虫 (初入文坛)
★
rabbit7708(金币+1,VIP+0):多谢应助，提前祝中秋快乐喽！：）
怎么感觉不太对呢？这样的反应数率常数是随着反应进行而变化的？
貌似一个一级反应，你在确认一下？
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2楼2007-09-24 08:52:30
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jyh0506104

银虫 (小有名气)
是一级反应。他文中
就是这么写的，我也不知道。
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3楼2007-09-24 09:12:51
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ypxhp

木虫 (小有名气)
★ ★ ★
rabbit7708(金币+3,VIP+0):多谢应助，提前祝中秋快乐喽！：）
这是根据根据三种理想反应器（Batch Reactor, CSTR, PFR）中的PFR反应器的设计方程推导出来的，根据Mass(mol) balance principle: Input-Output+Production=Accumulation。取PFR的一个dW微分单元进行分析，那么Fa-(Fa+dFa)+va*rw*dW=0。其中Fa表示反应物进入dW微分单元的流速，单位是mol/s，这里Fa=V*Ca，V是流速，Ca是反应物a的浓度：Fa+dFa表示反应物流出dW微分单元的流速，va表示方程式中反应物a的计量系数，rw表示相对于单位质量催化剂的反应速率。根据Fa=Fa0（1-Xa），其中Fa0表示进入反应器时的摩尔流速，Xa表示a的转化率，则dFa=-Fa0*dXa，代入前面的Mass(mol) balanc方程，就可以得到Fa0*(dXa/dW)=-va*rw，这就是PFR的设计方程，根据这个方程，就很容易推到出你所写的方程了。当然必须有rw=K*Ca，也就是必须假设反应为一级反应,且va=-1。
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4楼2007-09-24 09:30:56
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