Математическая модель реактора идеального вытеснения
Зона потока соответствует модели идеального вытеснения, если в поперечном сечении происходит идеальное перемешивание, а в продольном (осевом) направлении перемешивание полностью отсутствует. На практике этому условию в первом приближении удовлетворяют трубчатые аппараты (рис. 98). Основным свойством зоны идеального вытеснения, является то, что состояние вещества потока зависит в ней как от времени, так и от пространственной координаты – расстояния от входа в зону, поэтому модель зоны идеального вытеснения относится к моделям с распределенными параметрами.
Рис. 98. Реактор идеального вытеснения Если химическая реакция в зоне реактора протекает в изотермических условиях (при постоянной температуре), то математическое описание реактора идеального вытеснения будет иметь вид:
где При установлении стационарного режима реакции
изменение концентраций реагентов будет наблюдаться только в осевом направлении и система уравнений (134) запишется:
с начальными или граничными условиями
|
, (134)
– вектор скоростей химической реакции, c-1; 
, 
– векторы концентраций компонентов на входе и внутри реактора; T – температура, К; 
– линейная скорость потока, м/c; u0 – объемная скорость потока, м3/c; S – площадь поверхности сечения трубчатого реактора, м2; t – время, с; l – линейный размер, м.
, (135)
.
