Модели перемешивания.

При моделировании, как правило, рассматривается модель идеального перемешивания. Такое условие реализуется, если во всем потоке жидкости или на его участке происходит полное (идеальное) смешивание частиц потока. Под идеальном перемешивании понимаем мгновенное распространение рассматриваемой концентрации при попадании в зону смешивания. Тогда любое изменение концентрации вещества на входе потока в зону идеального смешивания мгновенно распространяется по всему объему зоны. В химической технологии часто стремятся приблизиться к условиям идеального смешения путем установки в аппаратах специальных мешалок, создания противотоков и использования других приспособлений.

Рассмотрим модель реактора идеального перемешивания (см Рис 18). В реактор поступают два известных по величине потока и , состоящие из растворителя, в котором растворены два компонента А и В. В зоне перемешивания происходит их идеальное перемешивание и образуется новый компонент D. На выходе из реактора величина потока равна .

Схема реактора идеального перемешивания

Рис 18.

При построении модели будем исходить из следующих допущений. Примем, что объект с сосредоточенными параметрами, перемешивание идеальное, а жидкости – несжимаемы, процесс изотермический и в зоне смеси нет химических реакций.

При получении модели будем исходить из следующего. Учитывая, что процесс гидромеханический, то общее уравнение, полученное и подробно рассмотренное ранее, будет

. (3-19)

В нашем конкретном случае, с учетом принятых допущений примет следующий вид

, (3-20)

где r – скорость образования вещества в единице объема.

Такой вид уравнения определяется тем, что из-за принятого идеального перемешивания , а с учетом того, что скорость в зоне смеси мала и постоянна, то .