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2025/01/01 6

6. 압력강하

PBR의 경우 촉매층으로 인해 유의미한 압력강하가 발생한다.거리에 따른 압력강하는 Ergun equation으로 다음과 같이 정리된다.dPdz=GρgcDP(1ϕϕ3)(150(1ϕ)μDP+1.75G)dPdz=GρgcDP(1ϕϕ3)(150(1ϕ)μDP+1.75G)여기서 변수는 압력과 기체 밀도다.질량유량을 밀도와 부피유량으로 표현할 수 있어 위 식과 연립하면z=\frac{W}{(1-\phi )A_{c}\rho_{c}z=\frac{W}{(1-\phi )A_{c}\rho_{c}, ρb=ρc(1ϕ)ρb=ρc(1ϕ)라 하면 dydW=α2y(TT0)FTFT0dydW=α2y(TT0)FTFT0..

5. 공간시간과 공간속도

관형 반응기의 경우 흐름에 따라 반응량이 달라진다.따라서 특별히 공간시간(τ=Vv0τ=Vv0)과 공간속도(SV=1τSV=1τ)를 정의한다.Batch > CSTR > Tubular 순으로 반응 시간이 소요된다. CSTR에서 τ=CA0X(rA)exitτ=CA0X(rA)exit으로 정리할 수 있고1차 비가역 반응에 대해 X=τk1+τkX=τk1+τk가 되며 CA=CA01+τKCA=CA01+τK이다.이때 τkτk는 Damköhler number (Da)라 정의한다.2차 비가역 반응은 X=(1+2Da)1+4Da2DaX=(1+2Da)1+4Da2Da로 유도된다. (Da=τkCA0Da=τkCA0)비가역 반응에 대..

4. Stoichiometry

한 가지 반응만 일어난다면 한계반응물의 전화율로 전부 표현 가능하다.이때 δ=da+cabaaaδ=da+cabaaa를 정의해 NT=NT0+δNA0XNT=NT0+δNA0X로 표현한다.몰유량도 마찬가지이며, 부피 혹은 부피유량이 일정한 경우 나누어 몰농도로 표현 가능하다.Θi=Ni0NA0=Ci0CA0=yi0yA0Θi=Ni0NA0=Ci0CA0=yi0yA0를 이용하여 간단히 한다.단, 고분자 중합의 경우 일반적으로 밀도가 변하므로 반응 부피가 일정하지 않다.부피유량이 일정하지 않은 경우 $v=v_{0}\Big(\frac{F_{T}}{F_{T0}}\Big)\Big(\frac{P_{0}}..

3. 반응속도

aA+bB->cC+dD라는 반응이 있을 때 상대속도는 rAa=rBb=+rCc=+rDdrAa=rBb=+rCc=+rDd이다.반응속도식은 실험을 통해 얻을 수 있고, 기초반응의 경우 power law model이 적용가능하다.따라서 위의 반응이 기초반응이라면, rA=kCaACbBrA=kCaACbB이고, a+b차 반응이다.대부분의 반응속도식은 https://kinetics.nist.gov/kinetics/index.jsp에서 확인 가능하다.기초반응이 아니라면 속도식이 분수꼴로 나타날 수 있다.특히 heterogeneous rxn의 경우가 그렇다.가역반응이라면 평형상수는 $K_{C}=\frac{C_{Ce}^{c}C_{De}^{d}}{C_..

2. 전화율과 설계방정식

전화율은 투입한 한계반응물 대비 반응한 한계반응물의 비율이다.비가역 반응의 경우 최대값이 1, 가역반응은 최대값은 평형에서의 값이 된다.NA=NA0(1X)NA=NA0(1X), FA=FA0(1X)FA=FA0(1X)로 나타낼 수 있고 설계방정식을 작성할 수 있다.몰농도를 이용해 CVCV 혹은 CvCv로 표현할 수 있고, 기체의 경우 C=yPRTC=yPRT로 치환할 수 있다. Batch ReactorCSTRPFRPBRDesign Equation(미분형)NA0dXdt=rAVNA0dXdt=rAVV=FA0XrAV=FA0XrAFA0dXdV=rAFA0dXdV=rAFA0dXdW=rAFA0dXdW=rADesign Equation(적분형)$t=N_{A0}\in..

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