Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 8 331 работающий калькулятор

ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКТОРЫ · ОНЛАЙН

Газовый реактор вытеснения второго порядка с расширением

Численно интегрирует материальный баланс второго порядка, когда скорость разбавляется ростом объёмного расхода. Второй порядок дополнительно усиливает влияние расширения: скорость пропорциональна квадрату концентрации. Для траектории по объёму требуется интегрирование, а не одна экспонента. Калькулятор «Газовый реактор вытеснения 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

Объём PFR. Диапазон: 0.001 — 100000. Единицы: лл
Входной газовый расход. Диапазон: 0.001 — 100000. Единицы: л/сл/с
Исходная концентрация A. Диапазон: 0.0001 — 100. Единицы: моль/лмоль/л
Константа второго порядка. Диапазон: 1e-06 — 100. Единицы: л/(моль·с)л/(моль·с)
Стехиометрический коэффициент расширения. Диапазон: -0.8 — 5. Единицы: ——
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Газовый реактор вытеснения второго порядка с расширением

Конверсия A, %42,860791
Выходной объёмный расход, л/с2,262897
Выходная концентрация A, моль/л0,272705
Поток прореагировавшего A, моль/с0,462897
Число Дамкёлера на входе1

«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.

Численно интегрирует материальный баланс второго порядка, когда скорость разбавляется ростом объёмного расхода.

Второй порядок по A, изотермическое идеальное газовое расширение, интегрирование 240 шагов RK4.

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

Газовый реактор вытеснения второго порядка с расширением

Численно интегрирует материальный баланс второго порядка, когда скорость разбавляется ростом объёмного расхода. Второй порядок дополнительно усиливает влияние расширения: скорость пропорциональна квадрату концентрации. Для траектории по объёму требуется интегрирование, а не одна экспонента. Калькулятор «Газовый реактор вытеснения 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 dX/dV=kC₀/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 реактор вытеснения второго порядка с расширением» использует собственный баланс и показывает отдельный промежуточный либо конечный результат.

Исходные величины и физический смысл

Для исходного примера заданы Объём PFR (л) — 12 л; Входной газовый расход (л/с) — 1.8 л/с; Исходная концентрация A (моль/л) — 0.6 моль/л; Константа второго порядка (л/(моль·с)) — 0.25 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: Стехиометрический коэффициент расширения (—) (—). 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 реактор вытеснения второго порядка с расширением» учитывают именно указанную схему потоков и реакции, а не усреднённый реактор.

Материальный баланс и математическая модель

Формула расчёта: dX/dV=kC₀/Q₀·(1−X)²/(1+εX)². Она описывает принятую схему движения вещества и служит связью между входной подачей, превращением и составом выхода. Второй порядок дополнительно усиливает влияние расширения: скорость пропорциональна квадрату концентрации. Для траектории по объёму требуется интегрирование, а не одна экспонента. Для проверки полезно убедиться, что вычисленный расход израсходованного реагента не превышает количество, поступающее с внешним свежим потоком.

При расчёте «Газовый реактор вытеснения 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, %» = 42.8608 и «Выходной объёмный расход, л/с» = 2.2629. 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 PFR (л)» меняется с 12 на 24.84. Тогда показатель «Конверсия A, %» становится равным 57.9179. 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: Второй порядок по A, изотермическое идеальное газовое расширение, интегрирование 240 шагов RK4. 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 реактор вытеснения второго порядка с расширением» дополнительно сверяют расчётный показатель «Конверсия A, %» с технологическим балансом.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

dX/dV=kC₀/Q₀·(1−X)²/(1+εX)²

Проверенные примеры

Исходные настройки

Объём PFR (л) = 12 л; Входной газовый расход (л/с) = 1.8 л/с; Исходная концентрация A (моль/л) = 0.6 моль/л; Константа второго порядка (л/(моль·с)) = 0.25 л/(моль·с); Стехиометрический коэффициент расширения (—) = 0.6 —

Конверсия A, % = 42.8608; Выходной объёмный расход, л/с = 2.2629; Выходная концентрация A, моль/л = 0.272705; Поток прореагировавшего A, моль/с = 0.462897; Число Дамкёлера на входе = 1

Изменён параметр Объём PFR (л)

Объём PFR (л) = 24.84 л; Входной газовый расход (л/с) = 1.8 л/с; Исходная концентрация A (моль/л) = 0.6 моль/л; Константа второго порядка (л/(моль·с)) = 0.25 л/(моль·с); Стехиометрический коэффициент расширения (—) = 0.6 —

Конверсия A, % = 57.9179; Выходной объёмный расход, л/с = 2.42551; Выходная концентрация A, моль/л = 0.187377; Поток прореагировавшего A, моль/с = 0.625513; Число Дамкёлера на входе = 2.07

Изменён параметр Входной газовый расход (л/с)

Объём PFR (л) = 12 л; Входной газовый расход (л/с) = 3.726 л/с; Исходная концентрация A (моль/л) = 0.6 моль/л; Константа второго порядка (л/(моль·с)) = 0.25 л/(моль·с); Стехиометрический коэффициент расширения (—) = 0.6 —

Конверсия A, % = 28.6554; Выходной объёмный расход, л/с = 4.36662; Выходная концентрация A, моль/л = 0.365267; Поток прореагировавшего A, моль/с = 0.640619; Число Дамкёлера на входе = 0.483092

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Введите «Объём PFR» (л) в допустимом диапазоне.
  2. Введите «Входной газовый расход» (л/с) в допустимом диапазоне.
  3. Введите «Исходная концентрация A» (моль/л) в допустимом диапазоне.
  4. Введите «Константа второго порядка» (л/(моль·с)) в допустимом диапазоне.
  5. Введите «Стехиометрический коэффициент расширения» (—) 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_881027/

Предварительный просмотр