1. Масса веществ
MI = M + Ms (32а)
2. Количества вещества
2.1 ИСХОДНЫЕ РЕАГЕНТЫ
ГЛАВНЫЙ СУБСТРАТ - А
NA = NA0(1-X) (32б)
Где NA0 – исходное (загруженное) количество субстрата А, кмоль.
ВТОРОЙ СУБСТРАТ - В
NВ = NВ0 - NA0 X (32в)
Где NВ0 – исходное (загруженное) количество субстрата В, кмоль.
2.2 ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ
Количество любого полученного продукта I, кмоль, даётся выражением
NI = NI0 + NA0 I-1IХ (32г)
IХ – химический выход продукта I.
Где NI0 – исходное (загруженное) количество продукта I, кмоль;
Соответственно, масса любого полученного продукта, кг, I даётся выражением
MI = MmI NI (32д)
Где MmI – молярная масса продукта I, кг/кмоль.
3. Тепловой баланс хтп
Тепловой баланс удобно привести к виду
Q1
+ Q2
+ Q3
+ Q4
+ Q9
= Q5
+ Q6+
Q7+
Q8
(33)
При этом
Q1 = MIЗ HIЗ* = NIЗ HЗ – теплота, внесённая с исходными реагентами, Дж; (28б)
Где HIЗ, HIЗ* - соответственно, молярная и удельная энтальпия загруженных веществ.
Q2
= -
КF
Δ
d
- КF
Δ
- теплота, подведённая
в теплообменном устройстве, Дж (28в)
Q3 = (-NA0) I-1IХ ΔНRI - суммарная теплота химических реакций, Дж; (28г)
где ΔНRI - тепловой эффект реакции I, Дж/кмоль
Q4 = (-NA0) I-1Im ΔНRm - суммарная теплота массообменных процессов, Дж; (28д)
где ΔНRm Im - тепловой эффект массообменного процесса I, Дж/кмоль;
Im- выход массообменного процесса I на главный исходный субстрат А.
Q5 = MAСА (tАК - tА0) – теплота, накопленная в нагретом/охлаждённом корпусе реактора, Дж (28е)
где MA – масса корпуса аппарата, кг;
tАК , tА0 – конечная и начальная средняя температура корпуса, ОС;
Q6 = MI HI* = NI HI – теплота, накопленная продуктами в реакторе, Дж; (28ж)
Где HI, HI* - соответственно, молярная и удельная энтальпия накопленных веществ, Дж/кмоль.
Q7 = MS HS* = NS HS – теплота продуктов, отведённых из реактора, Дж; (28з)
Где HIЗ, HIЗ* - соответственно, молярная и удельная энтальпия отведённых веществ, Дж/кмоль.
Q8
=
КПFП(Т-)d
КПFП(ТСР
-)
- теплота, потерянная
в окружающую среду, Дж (28и)
где ТСР – средняя температура в аппарате
Q9
=
NЖСР
теплота, выделенная в среду работающей
мешалкой (28к)
где NЖСР – средняя мощность, диссипируемая мешалкой в среде, Вт.
Энтальпии веществ (молярные или удельные) выражают по термохимической шкале относительно стандартной (опорной) температуры Т=298,15 К (25,00 ОС).
Таблица - Выражение энтальпии веществ
Состояние при t=25 ОС |
Состояние при температуре t |
||
Твёрдое |
Жидкое |
Газообразное |
|
Твёрдое |
Ср ТВ (t-25) |
Ср ТВ (tПЛ -25)+ ΔНПЛ + Ср Ж (t- tПЛ) |
Ср ТВ (tПЛ -25)+ ΔНПЛ + Ср Ж (tКИП - tПЛ) +ΔН ИСП + Ср Г (t - tКИП) |
Жидкое |
Ср Ж (tПЛ -25)- ΔНПЛ + Ср Ж (t- tПЛ) |
Ср Ж (t -25) |
Ср Ж (tКИП - 25) +ΔНИСП + Ср Г (t - tКИП) |
Газообразное |
Ср Г (tКИП -25)- ΔНИСП - Ср Ж (tКИП - tПЛ) - ΔНПЛ + Ср ТВ (t - tПЛ) |
Ср Г (tКИП -25)- ΔНИСП - Ср Ж (tКИП - t) |
Ср Г (t -25) |
В случаях, когда процесс протекает в разбавленных средах, а фазовое состояние реагентов и продуктов не меняется – все выражения упрощаются до: Н = СPt |
|||
