Berechnung eines adiabaten kontin. Tankreaktors

[AndréR]

Hallo Leute,

ich rechne jetzt schon bestimmt 2 Stunden an der Aufgabe und komme nicht weiter, hätte jemand ne Idee wie ich drauf komme?


Eine Reaktion 1. Ordnung A --> B soll adiabatisch in einem kont. Rührkessel durchgeführt werden. Folgende Werte sind bekannt.

Reaktionsenthalpie 350000 J/mol

Volumenstrom = 0,001 m³/s

Wärmekapazität 3,7 KJ/(kg K)

Dichte 800 kg/m³

Reaktorvolumen 3 m³

Reaktortemperatur am Anfang 20°C

die Geshwindigkeitskonstante der Reaktion ist k = 9,2*10^14*exp(-15150/T)

Welche temp. herrscht in dem Kessel bei einem Umsatz von 0,85?

Wie gross muss die Einlaufkonz. sein, damit der Kessel am stabilen Betriebspunkt arbeitet?

Ich weiss, dass der Zeitstrom der inneren Energie gleich dem freiwerdenden Enthalpiestrom ist. An dieser Stelle herrscht ein Gleichgewicht und die Reaktortemp. dürfte nicht mehr steigen. Wenn ichs richtig verstanden habe. Also wenns zu warm wird, sinkt die Reaktionsrate, was wiederum die freiwerdende Wärme verringert ... hm .. so erklärt ists vielleicht besser ...

Es sollte gelten:

mp*cp*(TR-T0)=H*VR*k*cA

mp ... Massestrom

cp ... Wärmekapazität

TR ... Reaktortemp.

T0 ... Einlauftemperatur bei t=0

VR ... Reaktorvolumen

cA ... Konzentration an A

[upsidedown]

mp*cp*(TR-T0)=H*VR*k*cA
Wie kommstn darauf?

Aber erstmal die erste: Such mal unter dem Stichwort "Adiabate Temperaturerhöhung" in deine Papieren ;)

Und für b:
Es sollte gelten: Im Reaktor produzierte Wärme = zum Erwärmen des unterkühlten Zulaufstromes erforderliche Wärme.

Vielleicht reichen die kleinen Winker ja ;)

[AndréR]

hm ... stimmt die vermischung hab ich vergessen ....

ist ja praktisch ne wärmebilanz oder?

also <font class="serif">&Delta;</font> R H * VR * r ist der Wärmestrom der durch die exotherme Reaktion frei wird.

Durch die vermischung wird der Wärmestrom m. * cp * (Tm - T0 ) "verbraucht".

Wenn beide glich sind verläuft die Reaktion stabil, d. h. es findet keine weitere Erhöhung der Temperatur statt.

Nun brauch ich ja aber um die Reaktionsgeschwindigkeit r zu bestimmen die Anfangskonzentration und k, dass wieder von der Temperatur im Prozessraum abhängt also:

r= cA,0 * (1 - u) * 9,2 * 1014 exp[-15150/Tm ]

Aber eben diese Konzentration wird ja auch gesucht ...

da hab ich praktisch die Mischungstemperatur, die von sich selbst und von der Ausgangskonzentration abhängt ...


hmm ... sorry up wenn ich dich bzw. eigentlich euch alle mit für euch sowas banalem belästige aber ich seh da net durch ...

[AndréR]

hm ... hat sich erledigt ...


und up, danke nochmal!