Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 8 331 работающий калькулятор

ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКТОРЫ · ОНЛАЙН

Субстратное торможение в реакторе полного смешения

Стационарно рассчитывает скорость насыщаемой реакции с торможением избытком субстрата. Субстратное торможение означает, что после некоторой концентрации скорость уже не растёт. Баланс ищется по фактической выходной концентрации, а не по номинальной подаче. Калькулятор «Субстратное торможение 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

Объём CSTR. Диапазон: 0.001 — 100000. Единицы: лл
Объёмный расход. Диапазон: 0.001 — 100000. Единицы: л/сл/с
Подача субстрата. Диапазон: 0.0001 — 100. Единицы: моль/лмоль/л
Максимальная удельная скорость. Диапазон: 1e-06 — 100. Единицы: моль/(л·с)моль/(л·с)
Константа полунасыщения. Диапазон: 1e-06 — 100. Единицы: моль/лмоль/л
Константа самоингибирования. Диапазон: 1e-06 — 100. Единицы: моль/лмоль/л
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Субстратное торможение в реакторе полного смешения

Конверсия субстрата, %93,722766
Выходная концентрация, моль/л0,053356
Скорость превращения, моль/(л·с)0,073026
Поток продукта, моль/с0,876308
Доля от максимума скорости, %20,864473

«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.

Стационарно рассчитывает скорость насыщаемой реакции с торможением избытком субстрата.

Изотермический режим, необратимая реакция 1:1, эмпирическая зависимость Хэлдейна.

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

Субстратное торможение в реакторе полного смешения

Стационарно рассчитывает скорость насыщаемой реакции с торможением избытком субстрата. Субстратное торможение означает, что после некоторой концентрации скорость уже не растёт. Баланс ищется по фактической выходной концентрации, а не по номинальной подаче. Калькулятор «Субстратное торможение 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 r=rmax·C/(Km+C+C²/Ki), Q(C₀−C)=Vr. 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 «Субстратное торможение в реакторе полного смешения» использует собственный баланс и показывает отдельный промежуточный либо конечный результат.

Исходные величины и физический смысл

Для исходного примера заданы Объём CSTR (л) — 12 л; Объёмный расход (л/с) — 1.1 л/с; Подача субстрата (моль/л) — 0.85 моль/л; Максимальная удельная скорость (моль/(л·с)) — 0.35 моль/(л·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: Константа полунасыщения (моль/л) (моль/л); Константа самоингибирования (моль/л) (моль/л). 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 «Субстратное торможение в реакторе полного смешения» учитывают именно указанную схему потоков и реакции, а не усреднённый реактор.

Материальный баланс и математическая модель

Формула расчёта: r=rmax·C/(Km+C+C²/Ki), Q(C₀−C)=Vr. Она описывает принятую схему движения вещества и служит связью между входной подачей, превращением и составом выхода. Субстратное торможение означает, что после некоторой концентрации скорость уже не растёт. Баланс ищется по фактической выходной концентрации, а не по номинальной подаче. Для проверки полезно убедиться, что вычисленный расход израсходованного реагента не превышает количество, поступающее с внешним свежим потоком.

При расчёте «Субстратное торможение 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 «Конверсия субстрата, %» = 93.7228 и «Выходная концентрация, моль/л» = 0.0533565. 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 «Объём CSTR (л)» меняется с 12 на 24.84. Тогда показатель «Конверсия субстрата, %» становится равным 97.2455. 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: Изотермический режим, необратимая реакция 1:1, эмпирическая зависимость Хэлдейна. 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 «Субстратное торможение в реакторе полного смешения» дополнительно сверяют расчётный показатель «Конверсия субстрата, %» с технологическим балансом.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

r=rmax·C/(Km+C+C²/Ki), Q(C₀−C)=Vr

Проверенные примеры

Исходные настройки

Объём CSTR (л) = 12 л; Объёмный расход (л/с) = 1.1 л/с; Подача субстрата (моль/л) = 0.85 моль/л; Максимальная удельная скорость (моль/(л·с)) = 0.35 моль/(л·с); Константа полунасыщения (моль/л) = 0.2 моль/л; Константа самоингибирования (моль/л) = 1.2 моль/л

Конверсия субстрата, % = 93.7228; Выходная концентрация, моль/л = 0.0533565; Скорость превращения, моль/(л·с) = 0.0730257; Поток продукта, моль/с = 0.876308; Доля от максимума скорости, % = 20.8645

Изменён параметр Объём CSTR (л)

Объём CSTR (л) = 24.84 л; Объёмный расход (л/с) = 1.1 л/с; Подача субстрата (моль/л) = 0.85 моль/л; Максимальная удельная скорость (моль/(л·с)) = 0.35 моль/(л·с); Константа полунасыщения (моль/л) = 0.2 моль/л; Константа самоингибирования (моль/л) = 1.2 моль/л

Конверсия субстрата, % = 97.2455; Выходная концентрация, моль/л = 0.023413; Скорость превращения, моль/(л·с) = 0.0366041; Поток продукта, моль/с = 0.909246; Доля от максимума скорости, % = 10.4583

Изменён параметр Объёмный расход (л/с)

Объём CSTR (л) = 12 л; Объёмный расход (л/с) = 2.277 л/с; Подача субстрата (моль/л) = 0.85 моль/л; Максимальная удельная скорость (моль/(л·с)) = 0.35 моль/(л·с); Константа полунасыщения (моль/л) = 0.2 моль/л; Константа самоингибирования (моль/л) = 1.2 моль/л

Конверсия субстрата, % = 83.9953; Выходная концентрация, моль/л = 0.13604; Скорость превращения, моль/(л·с) = 0.135474; Поток продукта, моль/с = 1.62569; Доля от максимума скорости, % = 38.7068

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Введите «Объём CSTR» (л) в допустимом диапазоне.
  2. Введите «Объёмный расход» (л/с) в допустимом диапазоне.
  3. Введите «Подача субстрата» (моль/л) в допустимом диапазоне.
  4. Введите «Максимальная удельная скорость» (моль/(л·с)) в допустимом диапазоне.
  5. Введите «Константа полунасыщения» (моль/л) в допустимом диапазоне.
  6. Введите «Константа самоингибирования» (моль/л) в допустимом диапазоне.
  7. 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_881012/

Предварительный просмотр