Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 8 331 работающий калькулятор

ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКТОРЫ · ОНЛАЙН

Газовый CSTR второго порядка с расширением

Стационарный баланс второго порядка с учётом изменения концентрации и расхода по стехиометрии. Сужение или расширение числа молей газа меняет концентрацию в аппарате смешения. Стехиометрический коэффициент расширения входит в стационарный баланс дважды из-за второго порядка. Калькулятор «Газовый CSTR второго порядка с расширением» 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

Реакционный объём. Диапазон: 0.001 — 100000. Единицы: лл
Подача газа. Диапазон: 0.001 — 100000. Единицы: л/сл/с
Концентрация 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)
Изменение молярного расхода ε. Диапазон: -0.8 — 5. Единицы: ——
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Газовый CSTR второго порядка с расширением

Конверсия A, %40,705034
Выходная концентрация, моль/л0,3376
Объёмный расход на выходе, л/с2,655624
Продукт, моль/с0,61546
Скорость по всему объёму, моль/с0,61546

«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.

Стационарный баланс второго порядка с учётом изменения концентрации и расхода по стехиометрии.

Изотермический и изобарический идеальный газ, кинетика второго порядка, отсутствие неоднородности CSTR.

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

Газовый CSTR второго порядка с расширением

Стационарный баланс второго порядка с учётом изменения концентрации и расхода по стехиометрии. Сужение или расширение числа молей газа меняет концентрацию в аппарате смешения. Стехиометрический коэффициент расширения входит в стационарный баланс дважды из-за второго порядка. Калькулятор «Газовый CSTR второго порядка с расширением» 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 X=(kC₀V/Q₀)(1−X)²/(1+εX)². 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 «Газовый CSTR второго порядка с расширением» использует собственный баланс и показывает отдельный промежуточный либо конечный результат.

Исходные величины и физический смысл

Для исходного примера заданы Реакционный объём (л) — 18 л; Подача газа (л/с) — 2.1 л/с; Концентрация A на входе (моль/л) — 0.72 моль/л; Константа второго порядка (л/(моль·с)) — 0.3 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: Изменение молярного расхода ε (—) (—). 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 «Газовый CSTR второго порядка с расширением» учитывают именно указанную схему потоков и реакции, а не усреднённый реактор.

Материальный баланс и математическая модель

Формула расчёта: X=(kC₀V/Q₀)(1−X)²/(1+εX)². Она описывает принятую схему движения вещества и служит связью между входной подачей, превращением и составом выхода. Сужение или расширение числа молей газа меняет концентрацию в аппарате смешения. Стехиометрический коэффициент расширения входит в стационарный баланс дважды из-за второго порядка. Для проверки полезно убедиться, что вычисленный расход израсходованного реагента не превышает количество, поступающее с внешним свежим потоком.

При расчёте «Газовый CSTR второго порядка с расширением» 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 A, %» = 40.705 и «Выходная концентрация, моль/л» = 0.3376. 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 «Реакционный объём (л)» меняется с 18 на 37.26. Тогда показатель «Конверсия A, %» становится равным 51.2497. 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 и изобарический идеальный газ, кинетика второго порядка, отсутствие неоднородности CSTR. 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 «Газовый CSTR второго порядка с расширением» дополнительно сверяют расчётный показатель «Конверсия A, %» с технологическим балансом.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

X=(kC₀V/Q₀)(1−X)²/(1+εX)²

Проверенные примеры

Исходные настройки

Реакционный объём (л) = 18 л; Подача газа (л/с) = 2.1 л/с; Концентрация A на входе (моль/л) = 0.72 моль/л; Константа второго порядка (л/(моль·с)) = 0.3 л/(моль·с); Изменение молярного расхода ε (—) = 0.65 —

Конверсия A, % = 40.705; Выходная концентрация, моль/л = 0.3376; Объёмный расход на выходе, л/с = 2.65562; Продукт, моль/с = 0.61546; Скорость по всему объёму, моль/с = 0.61546

Изменён параметр Реакционный объём (л)

Реакционный объём (л) = 37.26 л; Подача газа (л/с) = 2.1 л/с; Концентрация A на входе (моль/л) = 0.72 моль/л; Константа второго порядка (л/(моль·с)) = 0.3 л/(моль·с); Изменение молярного расхода ε (—) = 0.65 —

Конверсия A, % = 51.2497; Выходная концентрация, моль/л = 0.263293; Объёмный расход на выходе, л/с = 2.79956; Продукт, моль/с = 0.774896; Скорость по всему объёму, моль/с = 0.774896

Изменён параметр Подача газа (л/с)

Реакционный объём (л) = 18 л; Подача газа (л/с) = 4.347 л/с; Концентрация A на входе (моль/л) = 0.72 моль/л; Константа второго порядка (л/(моль·с)) = 0.3 л/(моль·с); Изменение молярного расхода ε (—) = 0.65 —

Конверсия A, % = 30.3129; Выходная концентрация, моль/л = 0.419158; Объёмный расход на выходе, л/с = 5.20351; Продукт, моль/с = 0.948746; Скорость по всему объёму, моль/с = 0.948746

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Введите «Реакционный объём» (л) в допустимом диапазоне.
  2. Введите «Подача газа» (л/с) в допустимом диапазоне.
  3. Введите «Концентрация A на входе» (моль/л) в допустимом диапазоне.
  4. Введите «Константа второго порядка» (л/(моль·с)) в допустимом диапазоне.
  5. Введите «Изменение молярного расхода ε» (—) 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_881028/

Предварительный просмотр