Σύνοψη - Αντίσταση στη διάχυση στους πόρους

Σχετικά έγγραφα
ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ ΤΗΣ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ ΣΤΟΥΣ ΠΟΡΟΥΣ ΜΕ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΕΥΡΕΣΗΣ ΤΩΝ ΡΥΘΜΩΝ ΤΩΝ ΧΗΜΙΚΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΝ

Χημικές αντιδράσεις καταλυμένες από στερεούς καταλύτες

ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ

Η ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΓΙΑ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ

Σύνοψη ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ Χημική αντίδραση : a 1. + α 2 Α (-a 1 ) A 1. +(-a 2

Συνοπτική Παρουσίαση Σχέσεων για τον Προσδιορισμό του Επιφανειακού Συντελεστή Μεταφοράς της Θερμότητας.

Χημικές Διεργασίες: Εισαγωγή

ΤΕΧΝΙΚΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΚΑΙ ΒΙΟΧΗΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ

ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

7. Ετερογενείς καταλυτικές διεργασίες και αντιδραστήρες 7.1 Τύποι ετερογενών καταλυτικών αντιδραστήρων

Χημικές Διεργασίες: Χημική Ισορροπία Χημική Κινητική. Μέρος Ι

Υποθέστε ότι ο ρυθμός ροής από ένα ακροφύσιο είναι γραμμική συνάρτηση της διαφοράς στάθμης στα δύο άκρα του ακροφυσίου.

Διαδικασίες Υψηλών Θερμοκρασιών

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ. Διδάσκων: Παπασιώπη Νυμφοδώρα Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ε.Μ.Π. Ενότητα 2 η : Αγωγή Μονοδιάστατη αγωγή

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ. Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο. 11 Μαΐου 2006

Χειμερινό εξάμηνο

Φαινόμενα Μεταφοράς Μάζας θερμότητας

Εισαγωγή στις Ετερογενείς Χημικές Αντιδράσεις

17/10/2016 ΣΥΣΤΟΙΧΙΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ-ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΕΣ ΜΕ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ. Εισαγωγή. Συστοιχεία αντιδραστήρων CSTR σε σειρά

ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΤΩΝ ΧΗΜΙΚΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ

ηµήτρης Τσίνογλου ρ. Μηχανολόγος Μηχανικός

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ. Καθηγητής Δ. Ματαράς

Σύντομο Βιογραφικό... - v - Πρόλογος...- vii - Μετατροπές Μονάδων.. - x - Συμβολισμοί... - xii - ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΈΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελίδα 1. Εισαγωγή Βασικές έννοιες Αγωγή

Χημική Κινητική Γενικές Υποδείξεις 1. Τάξη Αντίδρασης 2. Ενέργεια Ενεργοποίησης

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΤΩΝ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΙΑΧΥΣΗΣ ΣΕ ΠΟΛΥΜΕΡΙΚΑ ΣΩΜΑΤΙ ΙΑ. ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΥΧΑΙΩΝ ΠΟΡΩΝ ΚΑΙ ΠΟΛΥΜΕΡΙΚΗΣ ΙΑΣΤΟΛΗΣ

Εγκαταστάσεις ακινητοποιημένης καλλιέργειας μικροοργανισμών

(1) ταχύτητα, v δεδομένη την πιο πάνω κατανομή θερμοκρασίας; 6. Γιατί είναι σωστή η προσέγγιση του ερωτήματος [2]; Ποια είναι η

Συνθήκες ευστάθειας και αστάθειας στην ατμόσφαιρα

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 13: Χημική κινητική

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ. ΘΕΜΑ 1 ο

ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ Δημήτρης Παπαδόπουλος, χημικός Βύρωνας, 2015

Προχωρηµένη Ανόργανη Χηµεία - Εργαστηριακές Ασκήσεις

ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΜΕ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ

Μηχανική Βιομηχανικών Αντιδραστήρων Υπολογιστικό θέμα

ΤΕΙ ΚΑΒΑΛΑΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

Χειμερινό εξάμηνο

Κεφάλαιο 5 Eναλλάκτες Θερμότητας

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. Επίλυση φαινομένων μετάδοσης θερμότητας σε κώδικα C

Εφαρμοσμένη Θερμοδυναμική: Εξετάζει σχέσεις θερμότητας,

ΜΑΘΗΜΑ: Τεχνολογία Μετρήσεων ΙΙ

ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗ ΡΕΥΣΤΩΝ

Ομογενή Χημικά Συστήματα

YΠHPEΣIEΣ XAPAKTHPIΣMOY KAI KATEPΓAΣIAΣ ΣTEPEΩN

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Διαχωρισμός του Η 2 σε εμπορική μεμβράνη Pd-Cu/V

ΑΣΚΗΣΗ m 5.13 ΛΥΣΗ. Α. (Γυμνός αγωγός) ΤΕΙ ΚΡΗΤΗΣ Τμήμα Μηχανολογίας ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Καθηγητής : Μιχ. Κτενιαδάκης - Σπουδαστής : Ζάνη Γιώργος

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ. όπου το κ εξαρτάται από το υλικό και τη θερμοκρασία.

[FeCl. = - [Fe] t. = - [HCl] t. t ] [FeCl. [HCl] t (1) (2) (3) (4)

4 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΥΝΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

V S. r p = η k n. n S (53) r P = n s K +

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 31 ΜΑΪΟΥ 2000 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ: ΧΗΜΕΙΑ

1. Εναλλάκτες θερµότητας (Heat Exchangers)

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. O αριθμό οξείδωσης του Mn στις ενώσεις MnO2, K2MnO4, KMnO4 είναι αντίστοιχα: α. 4, 5, 7 β. 7, 4, -3 γ. 6, 0, 7 δ.

Χ. Τεμπλής, Ν. Παπαγιαννάκος Σχολή Χημικών Μηχανικών, Ε.Μ.Π., Ηρώων Πολυτεχνείου 9, Αθήνα

6 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΥΝΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

Εισαγωγική Διάλεξη, 20/10/2008

ΦΑΣΕΙΣ ΒΡΑΣΜΟΥ ΚΑΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

1 η ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΣΕ ΑΠΛΟ ΤΟΙΧΩΜΑ

Εξοικονόμηση Ενέργειας

XHMIKH KINHTIKH & ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ. Γλυκόζη + 6 Ο 2 6CO 2 + 6H 2 O ΔG o =-3310 kj/mol

ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗ ΡΕΥΣΤΩΝ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ο.Ε.Φ.Ε ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΡΟΗ ΑΕΡΑ ΓΥΡΩ ΑΠΟ ΚΥΛΙΝΔΡΟ

Σύντομο Βιογραφικό v Πρόλογος vii Μετατροπές Μονάδων ix Συμβολισμοί xi. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο : ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

Εφαρμοσμένη Θερμοδυναμική: Εξετάζει σχέσεις θερμότητας, μηχανικού έργου και ιδιοτήτων των διαφόρων θερμοδυναμικών

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ. Ενότητα 1: Εισαγωγή. Χατζηαθανασίου Βασίλειος Καδή Στυλιανή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ

ΓΕΝΙΚΟΤΕΡΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΤΗΣ ΥΔΡΟΣΤΑΤΙΚΗΣ ΕΞΙΣΩΣΗΣ (πραγματική ατμόσφαιρα)

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. o o o f f 3 o o o f 3 f o o o o o f 3 f 2 f 2 f H = H ( HCl ) H ( NH ) 2A + B Γ + 3

ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΡΕΥΣΤΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟ ΤΩΝ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

2.1 Μεταβολή ενέργειας κατά τις χημικές μεταβολές Ενδόθερμες - εξώθερμες αντιδράσεις Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ. Καθηγητής Δ. Ματαράς

ιαγώνισµα : ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ.Β ΛΥΚΕΙΟΥ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Μετάδοση Θερμότητας. Ενότητα 3: Βασικές Αρχές Θερμικής Συναγωγιμότητας

Κεφάλαιο 3 ο. Χημική Κινητική. Παναγιώτης Αθανασόπουλος Χημικός, Διδάκτωρ Πανεπιστημίου Πατρών. 35 panagiotisathanasopoulos.gr

Σχεδιασμός Χημικών Διεργασιών και Βιομηχανιών Διάλεξη 6

Διάδοση Θερμότητας. (Αγωγή / Μεταφορά με τη βοήθεια ρευμάτων / Ακτινοβολία)

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Μετάδοση Θερμότητας

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

ΧΗΜΕΙΑΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Περιεχόµενα Παρουσίασης 2.1

Περιεχόμενο της άσκησης Προαπαιτούμενες γνώσεις

Πείραμα 2 Αν αντίθετα, στο δοχείο εισαχθούν 20 mol ΗΙ στους 440 ºC, τότε το ΗΙ διασπάται σύμφωνα με τη χημική εξίσωση: 2ΗΙ(g) H 2 (g) + I 2 (g)

ΘΕΜΑ 1 0 Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση σε κάθε μία από τις επόμενες ερωτήσεις:

Η Λ Ι Α Κ Η ΕΝ Ε Ρ Γ Ε Ι Α. ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ Τοµέας Περιβαλλοντικής Μηχανικής & Επιστήµης ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ

Μαθηµατικές Μέθοδοι (Μοντελοποίηση)

Ποσοτική και Ποιoτική Ανάλυση

ΠΑΡΟΡΑΜΑΤΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ,

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2012 ÓÕÍÅÉÑÌÏÓ. Ηµεροµηνία: Τετάρτη 18 Απριλίου 2012

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ Θετ.- τεχ. κατεύθυνσης

ΒΙΟΚΑΤΑΛΥΣΗ ΣΕ ΕΤΕΡΟΓΕΝΗ

ΠΥΡΗΝΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΩΣ ΠΗΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΑ ΑΣΤΕΡΙΑ. 4 Η Ηe

Φύλλο Εργασίας 5 Από τη Θερμότητα στη Θερμοκρασία - Η Θερμική Ισορροπία

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

ΤΑΞΙΝOΜΗΣΗ ΦΛΟΓΩΝ ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟ ΟΣΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΑΥΣΗΣ. Μ. Φούντη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών, 2004

Transcript:

Σύνοψη - Αντίσταση στη διάχυση στους πόρους Για να βρούμε πώς η αντίσταση στους πόρους επιδρά στο ρυθμό διεργασίας, υπολογίζουμε το Μ Τ ή το Μ W, κατόπιν ευρίσκουμε το ε από τις κατάλληλες εξισώσεις, ή τα ανάλογα σχήματα, και το εισάγουμε στην εξίσωση του ρυθμού. 1

Σύνοψη - Αντίσταση στη διάχυση στους πόρους Αυτές οι σχέσεις παριστάνονται γραφικά στο παρακάτω σχήμα. Έτσι εάν γνωρίζουμε τα D e, k και L μπορούμε να βρούμε το ρυθμό της αντίδρασης από το Μ Τ και το σχήμα. 2

Σύνοψη - Αντίσταση στη διάχυση στους πόρους Δύο λόγια ως προς το επιθυμητό μέγεθος των σωματιδίων της διεργασίας: 1. Τα λεπτόκοκκα στερεά δεν παρουσιάζουν αντίσταση στη διάχυση αλλά χρησιμοποιούνται δύσκολα (φαντασθείτε την πτώση πίεσης σε μία σταθερή κλίνη από σωματίδια μεγέθους πούδρας προσώπου). 2. Στην αντίθετη περίπτωση, μία κλίνη μεγάλων σωματιδίων έχει μικρή πτώση πίεσης Δp αλλά πιθανώς να εμφανισθεί ισχυρή αντίσταση λόγω διάχυσης στους πόρους, με αποτέλεσμα μεγάλο μέρος του εσωτερικού των σωματιδίων να μην χρησιμοποιείται. Στις περισσότερο αποτελεσματικές διεργασίες, αυτό που επιθυμούμε είναι να χρησιμοποιηθούν όσο το δυνατόν μεγαλύτερα σωματίδια, στα οποία δεν θα υπάρχουν διαχυτικές αντιστάσεις, πράγμα που συνήθως ισχύει για Μ Τ ~ 0.4 ή Μ W ~ 0.15 3

Σύνοψη - Αντίσταση στη διάχυση στους πόρους 4

ΘΕΡΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ Όταν η αντίδραση είναι τόσο ταχεία ώστε η εκλυόμενη (ή απορροφούμενη) θερμότητα στο, ή από το, σωματίδιο δεν είναι δυνατόν να απομακρυνθεί αρκετά γρήγορα, έτσι ώστε η θερμοκρασία αυτού να παραμείνει πλησίον της θερμοκρασίας του ρευστού, τότε υπεισέρχονται στη διαδικασία τα λεγόμενα μη ισοθερμοκρασιακά φαινόμενα. Ενδο-σωματιδιακό ΔΤ. Η περίπτωση αυτή αναφέρεται στην ανάπτυξη διαφοράς θερμοκρασίας εντός του σωματιδίου. ΔΤ στο λεπτό στρώμα. Το σωματίδιο μπορεί να είναι θερμότερο (ή ψυχρότερο) από το περιβάλλον ρευστό. 5

ΘΕΡΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ Στην περίπτωση των εξώθερμων αντιδράσεων απελευθερώνεται θερμότητα και τα σωματίδια είναι θερμότερα από το περιβάλλον ρευστό. Σαν αποτέλεσμα ο μη ισοθερμοκρασιακός ρυθμός αντίδρασης είναι πάντοτε υψηλότερος από τον ισοθερμοκρασιακό ρυθμό μετρούμενο στις συνθήκες της κύριας μάζας του ρευστού. Αντίθετα, ο μη ισοθερμοκρασιακός ρυθμός των ενδόθερμων αντιδράσεων είναι μικρότερος απ ό,τι ο ισοθερμοκρασιακός ρυθμός, διότι το σωματίδιο είναι ψυχρότερο από το περιβάλλον ρευστό. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ Εάν στα θερμά σωματίδια δεν συμβαίνουν επιζήμια φαινόμενα θερμικού σοκ, ή μείωσης της καταλυτικής επιφάνειας λόγω σύντηξης, ή πτώση της εκλεκτικότητας, τότε μπορούμε να επιδιώξουμε μη ισοθερμοκρασιακή συμπεριφορά σε εξώθερμες αντιδράσεις. Αντίθετα, στην περίπτωση ενδόθερμων αντιδράσεων πρέπει να καταστείλουμε μια τέτοια μη ισοθερμοκρασιακή συμπεριφορά. 6

ΘΕΡΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ Για να υπολογίσουμε τη ΔΤ στο λεπτό στρώμα εξισώνουμε το ρυθμό της απομάκρυνσης θερμότητας μέσω του επιφανειακού στρώματος (φιλμ) με το ρυθμό παραγωγής θερμότητας στο σωματίδιο. 7

ΘΕΡΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ Για ενδοσωματιδιακό ΔΤ η απαιτούμενη έκφραση δίδεται από την απλή ανάλυση του Prater (1958) για οποιαδήποτε γεωμετρία σωματιδίου και οποιαδήποτε κινητική. Ο Prater έδειξε ότι οι κατανομές των Τ και C A μέσα στο σωματίδιο πρέπει να έχουν το ίδιο σχήμα εφόσον η θερμοκρασία και η συγκέντρωση στο σωματίδιο προκύπτουν από τον ίδιο τύπο διαφορικών εξισώσεων (εξισώσεις Laplace). Έτσι, σε οποιοδήποτε σημείο του σωματιδίου θα ισχύει: όπου k eff είναι η φαινόμενη θερμική αγωγιμότητα μέσα στο σωματίδιο. 8

ΘΕΡΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ Ο παράγοντας αποτελεσματικότητας μπορεί να λάβει τιμές μεγαλύτερες της μονάδας στην περίπτωση εξώθερμων αντιδράσεων όπου αρχίζει να υπεισέρχεται η αντίσταση στους πόρους. Αυτό το εύρημα είναι μη αναμενόμενο 9 από τη συζήτηση που προηγήθηκε.

ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ ΠΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΥΝ ΠΟΡΩΔΗ ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ Εμβολική Ροή. Λαμβάνουμε μία λεπτή κυλινδρική τομή ενός αντιδραστήρα εμβολικής ροής (PFR - Plug Flow Reactor). Κατόπιν, ακολουθώντας την ανάλυση για ομογενείς αντιδράσεις, έχουμε την κατάσταση η οποία φαίνεται στο Σχήμα: Για σταθερές συνθήκες λειτουργίας, ισχύει το ακόλουθο ισοζύγιο μάζας για το αντιδρών Α: 10

ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ ΠΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΥΝ ΠΟΡΩΔΗ ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ Σε διαφορική μορφή η παραπάνω σχέση γράφεται Ολοκληρώνοντας σε όλο τον αντιδραστήρα προκύπτει: 11

ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ ΠΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΥΝ ΠΟΡΩΔΗ ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ Αντιδραστήρας με πλήρη ανάμειξη. Ακολουθώντας την ανάλυση του που εφαρμόσαμε στον αντίστοιχο ομογενή αντιδραστήρα προκύπτει: Αντιδραστήρας που περιέχει συγκεκριμένη ποσότητα καταλύτη και αερίου. Τότε ισχύει: 12