一氧化矽

[拼音]:liudong moshi

[英文]:flow pattern

裝置內由流體質點的運動軌跡和混合特性所決定的流體流動狀況。有理想流動模式和非理想流動模式兩類。

理想流動模式

分為兩種:

(1)平推式流動又稱柱塞式流動。流體質點在運動方向上同速前進,各流體質點均具有相同的停留時間,不發生混合,就同柱狀活塞在汽缸內的平推運動一樣(圖1a)。

(2)全混式流動流體在容器內完全混合,容器內各處組成均一。因此物料一進入容器內立即被混合均勻,且容器內的組成與流出物料的組成相同(圖1b)。

根據物料衡算,可得基本設計式如下:

平推流

全混流

,式中Vr為平推流反應器的容積;V為全混釜內物料的容積;v為物料的體積流量;CA0和CA分別為所研究反應組分A在進料和出料中的摩爾分子濃度;

r

A為組分A的反應速率,如對簡單n級反應,

r

A=kC

。由於全混流裝置中物料濃度等於最終的出料濃度,故若與相同出料濃度的平推流裝置相比,對一切n>0的情況,其反應速度均較後者慢,且n愈大,相差也愈大。故對同樣的生產能力,其所需裝置的容積亦愈大。

理想流動的流動模式明確,有解析解,便於放大設計,且與許多實際裝置內的流動模式近似,如細長管內和固體顆粒填充床內的流體流動近於平推式流動,有強烈攪拌的釜式反應器內的流動近於全混式流動。因此,這種模式在設計中常加以應用。

非理想流動模式

偏離上述兩種理想流動模式的統稱非理想流動模式(圖2)。

這種流動的主要特點是:

(1)存在短路和死區,造成有的流體長期停滯,有的則瞬即離去;

(2)由於分子擴散或形成渦流而產生軸向返混;

(3)由於摩擦阻力等原因造成在流動方向上的流速分佈不勻;

(4)由於流路截面上的阻力不同而產生溝流(或偏流)。因此導致流體質點在容器內停留時間不同(即存在停留時間分佈問題),從而影響化學反應的最終結果。

流動模式主要靠示蹤實驗檢定,並在測得其停留時間分佈後加以確定。