Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 8 331 работающий калькулятор

ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКТОРЫ · ОНЛАЙН

Второй порядок в реакторе полного смешения

Решает квадратное уравнение материального баланса CSTR для скорости r=kC². Квадратичный стационарный баланс делает различие между реактором смешения и вытеснения особенно заметным. Нужно решать концентрацию на выходе, а не подставлять входную в скорость. Калькулятор «Второй порядок в реакторе полного смешения» отдельно показывает степень превращения и другие связанные величины: выходной состав, расход продукта или кинетические характеристики. Это помогает проверить, насколько конкретная модель соответствует предполагаемому режиму реактора, ещё до более подробного расчёта оборудования.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
⚗️
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Рабочий объём. Диапазон: 0.001 — 100000. Единицы: лл
Расход. Диапазон: 0.001 — 100000. Единицы: л/сл/с
A на входе. Диапазон: 0.0001 — 100. Единицы: моль/лмоль/л
Константа второго порядка. Диапазон: 1e-06 — 100. Единицы: л/(моль·с)л/(моль·с)
Молярная масса A. Диапазон: 1 — 1000. Единицы: г/мольг/моль
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Второй порядок в реакторе полного смешения

Степень превращения, %54,412229
Выходная концентрация A, моль/л0,41029
Скорость реакции в объёме, моль/(л·с)0,067335
Масса прореагировавшего A, г/с40,40108
Число Дамкёлера2,618182

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Решает квадратное уравнение материального баланса CSTR для скорости r=kC².

Скорость расходования A — k·C_A², полное смешение и отсутствие изменения объёмного расхода.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Второй порядок в реакторе полного смешения

Решает квадратное уравнение материального баланса CSTR для скорости r=kC². Квадратичный стационарный баланс делает различие между реактором смешения и вытеснения особенно заметным. Нужно решать концентрацию на выходе, а не подставлять входную в скорость. Калькулятор «Второй порядок в реакторе полного смешения» отдельно показывает степень превращения и другие связанные величины: выходной состав, расход продукта или кинетические характеристики. Это помогает проверить, насколько конкретная модель соответствует предполагаемому режиму реактора, ещё до более подробного расчёта оборудования.

Основу вычисления задаёт соотношение Da=kC₀V/Q; 1−X=2/(1+√(1+4Da)). В нём важны не только численные значения, но и определение расхода, концентрации и константы скорости. Если расход задан в литрах в секунду, а константа взята из опыта в часах, результат без преобразования единиц будет ошибочным. Указанные условия применимости рассматриваются как часть модели, а не как необязательная сноска. Модель «Второй порядок в реакторе полного смешения» использует собственный баланс и показывает отдельный промежуточный либо конечный результат.

Исходные величины и физический смысл

Для исходного примера заданы Рабочий объём (л) — 8 л; Расход (л/с) — 1.1 л/с; A на входе (моль/л) — 0.9 моль/л; Константа второго порядка (л/(моль·с)) — 0.4 л/(моль·с). Значения относятся к одному расчётному режиму и должны быть согласованы по температуре, составу и единицам измерения. Увеличение объёма обычно меняет время контакта, но математический эффект зависит от схемы перемешивания и порядка химического превращения.

Дополнительные параметры в этой модели: Молярная масса A (г/моль) (г/моль). Пользователь задаёт только параметры, которые участвуют в вычислении. Измеренная кинетическая константа должна соответствовать конкретной реакции и её закону скорости: одинаковые числа при первом и втором порядке означают разные физические скорости. Для задачи «Второй порядок в реакторе полного смешения» учитывают именно указанную схему потоков и реакции, а не усреднённый реактор.

Материальный баланс и математическая модель

Формула расчёта: Da=kC₀V/Q; 1−X=2/(1+√(1+4Da)). Она описывает принятую схему движения вещества и служит связью между входной подачей, превращением и составом выхода. Квадратичный стационарный баланс делает различие между реактором смешения и вытеснения особенно заметным. Нужно решать концентрацию на выходе, а не подставлять входную в скорость. Для проверки полезно убедиться, что вычисленный расход израсходованного реагента не превышает количество, поступающее с внешним свежим потоком.

При расчёте «Второй порядок в реакторе полного смешения» концентрации приводятся к моль/л, а объёмные расходы — к л/с. Для проточной аппаратуры поток вещества равен произведению концентрации на объёмный расход. Там, где присутствует возврат или промежуточная подача, необходим отдельный баланс смешения: нельзя механически подставлять объёмный расход внешнего питания вместо фактического внутреннего расхода.

Контрольные числа и сравнение двух режимов

В первом контрольном опыте вычислено «Степень превращения, %» = 54.4122 и «Выходная концентрация A, моль/л» = 0.41029. Эти значения получены из полного набора полей формы; отдельное изменение только одного исходного числа позволяет проследить чувствительность результата без смешения нескольких причин.

Во втором контрольном опыте параметр «Рабочий объём (л)» меняется с 8 на 16.56. Тогда показатель «Степень превращения, %» становится равным 65.291. Остальные данные оставлены неизменными. Такое сравнение особенно полезно для подбора режима, но не учитывает возможную одновременную перестройку температуры, гидродинамики или свойств катализатора в настоящем аппарате.

Границы применимости и контроль достоверности

Для этой постановки приняты следующие ограничения: Скорость расходования A — k·C_A², полное смешение и отсутствие изменения объёмного расхода. В промышленных реакторах могут возникать застойные зоны, обратное перемешивание, неодинаковая температура и побочные реакции. Калькулятор не выводит подобные явления из одних только концентрации, объёма и расхода. При выходе за область допущений модель следует расширить или заменить.

Проверка решения начинается с материального баланса: вещество не должно возникать из ничего, отрицательные концентрации недопустимы, а конверсия необратимого пути находится между нулём и ста процентами. Для реакций с несколькими продуктами сумма их молярных потоков должна соответствовать использованной стехиометрии. Отдельно проверяйте ограничения равновесия и не путайте суммарную конверсию с выходом нужного продукта. В модели «Второй порядок в реакторе полного смешения» дополнительно сверяют расчётный показатель «Степень превращения, %» с технологическим балансом.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

Da=kC₀V/Q; 1−X=2/(1+√(1+4Da))

Проверенные примеры

Исходные настройки

Рабочий объём (л) = 8 л; Расход (л/с) = 1.1 л/с; A на входе (моль/л) = 0.9 моль/л; Константа второго порядка (л/(моль·с)) = 0.4 л/(моль·с); Молярная масса A (г/моль) = 75 г/моль

Степень превращения, % = 54.4122; Выходная концентрация A, моль/л = 0.41029; Скорость реакции в объёме, моль/(л·с) = 0.0673351; Масса прореагировавшего A, г/с = 40.4011; Число Дамкёлера = 2.61818

Изменён параметр Рабочий объём (л)

Рабочий объём (л) = 16.56 л; Расход (л/с) = 1.1 л/с; A на входе (моль/л) = 0.9 моль/л; Константа второго порядка (л/(моль·с)) = 0.4 л/(моль·с); Молярная масса A (г/моль) = 75 г/моль

Степень превращения, % = 65.291; Выходная концентрация A, моль/л = 0.312381; Скорость реакции в объёме, моль/(л·с) = 0.0390327; Масса прореагировавшего A, г/с = 48.4786; Число Дамкёлера = 5.41964

Изменён параметр Расход (л/с)

Рабочий объём (л) = 8 л; Расход (л/с) = 2.277 л/с; A на входе (моль/л) = 0.9 моль/л; Константа второго порядка (л/(моль·с)) = 0.4 л/(моль·с); Молярная масса A (г/моль) = 75 г/моль

Степень превращения, % = 42.2226; Выходная концентрация A, моль/л = 0.519996; Скорость реакции в объёме, моль/(л·с) = 0.108159; Масса прореагировавшего A, г/с = 64.8951; Число Дамкёлера = 1.26482

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Введите «Рабочий объём» (л) в допустимом диапазоне.
  2. Введите «Расход» (л/с) в допустимом диапазоне.
  3. Введите «A на входе» (моль/л) в допустимом диапазоне.
  4. Введите «Константа второго порядка» (л/(моль·с)) в допустимом диапазоне.
  5. Введите «Молярная масса A» (г/моль) в допустимом диапазоне.
  6. Проверьте физические допущения и выходные показатели.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Как читать степень превращения?

Она показывает долю исходного реагента, израсходованную по отношению к его подаче.

Можно ли использовать результат для промышленного проекта?

Без проверки кинетических констант и модели реального аппарата расчёт предварительный.

Похожие калькуляторы

⚗️КАТАЛИЗ И ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА

Активность фермента при двух ионизируемых группах

Оценивает долю активной формы белка при заданном pH, учитывая два важных кислотно-основных равновесия. Расчёт позволяет проверить зависимость скорости, состояния каталитической системы и других связанных показателей от исходных условий.

⚗️КАТАЛИЗ И ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА

Бесконкурентное ингибирование фермента

Учитывает связывание ингибитора только с комплексом фермент—субстрат и одновременное уменьшение Km и Vmax. Расчёт позволяет проверить зависимость скорости, состояния каталитической системы и других связанных показателей от исходных условий.

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_881008/

Предварительный просмотр