Omówiono problematykę wybuchów cieplnych mogących wystąpić przy eksploatacji okresowych reaktorów zbiornikowych, wyposażonych w mieszadło, przy realizacji wysoce egzotermicznych procesów. Wykazano, że przyczyną wybuchów jest utrata zdolności do wystarczającego odbioru ciepła z przestrzeni reakcyjnej, co w konsekwencji prowadzi do przekształcenia izotermicznych warunków pracy reaktora w warunki zbliżone do adiabatycznych, czego główną przyczyną jest przekroczenie krytycznej wartości temperatury początkowej T0K czynnika chłodzącego. Wykazano również istnienie ścisłego związku pomiędzy wybuchami cieplnymi rozpatrywanego typu reaktorów chemicznych a wybuchami cieplnymi gazowych mieszanin substancja palna-utleniacz, dla których temperatura T0K jest temperaturą samozapłonu.
EN
Fundamentals of thermal behaviour of batch chem. Reactors with highly exothermic reactions were presented. The lost of ability to the heat removal from the reaction space results in a change of the reactor operating conditions from isothermal to adiabatic. In the case of gaseous combustible matter-oxidizer mixts., the crit. temp. is the spontaneous ignition temp.
W pracy zaprezentowano wyniki badań procesu fiokulacji prowadzonej w reaktorze zbiornikowym z dwoma mieszadłami turbinowymi. Analizowano działanie różnych konfiguracji mieszadeł oraz wpływ odległości między nimi na wielkość powstających flokuł. Na podstawie komputerowej analizy obrazu wyznaczano średnie powierzchnie i średnice Fereta tworzących się aglomeratów. Uzyskane dane pomiarowe opracowywano statystycznie w postaci histogramów rozkładu aproksymowanych dalej znanymi rozkładami teoretycznymi. Wyniki prowadzonych badań mogą służyć do opisu procesów i zjawisk zachodzących podczas fiokulacji prowadzonej w reaktorach zbiornikowych.
EN
Investigation results of flocculation process carried out in a tank reactor equipped with two, turbine impellers are presented in the paper. An influence of different impeller configurations and a distance between impellers on floes size was analyzed. On basis of computer image analysis the mean area of floes and their Feret diameter were determined. The measurement data were statistically processed in a form of histograms approximated by means of theoretical distributions. The results obtained can be used for the description of process and phenomena occurring during flocculation in a tank reactor.
W pracy przedstawiono kryteria konieczne do wystąpienia samowzbudnych oscylacji temperaturowo-stężeniowych w kaskadzie przepływowych nie-adiabatycznych reaktorów zbiornikowych z idealnym wymieszaniem oraz w nieadiabatycznym dyspersyjnym reaktorze rurowym ze złożem stałym. Warunki te są niezależne od postaci kinetyki reakcji oraz od wartości parametrów z tą kinetyką związanych.
EN
Criteria necessary for the occurrence of self-excited temperature - concentration oscillations in a cascade of flow non-adiabatic tank reactors with ideal mixing and in a disperse non-adiabatic tube reactor with fixed bed are presented in the paper.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Micromixing of liquids has been studied experimentally in a tank reactor with a double ribbon impeller. Two reactive tracer methods were used to determine an effect of the revolution speed of the impeller, and of the position of a feeding point and a viscosity ratio of mixed liquids on micromixing in a laminar flow. Experimental results were explained based on an existing knowledge on micromixing mechanisms.
PL
Przeprowadzono badania doświadczalne mikromieszania w reaktorze zbiornikowym z mieszadłem wstęgowym. Dwie metody reaktywnego znacznika użyto, aby wyznaczyć wpływ częstości obrotów mieszadła, położenia punktu dozowania i stosunku lepkości mieszanych cieczy na mikromieszanie w przepływie laminarnym. Wyniki eksperymentów wyjaśniono, opierając się na istniejącej wiedzy o mechanizmach mikromieszania.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The effect of reverse flow operation on the dynamics of coupled cascades of continuous stirred tank reactors has been analysed. Chaotic oscillations of temperature and concentration occur in the system. A dependence has been found between the oscillation period of the state variables of the system without flow reversal and the recurrence period of windows of chaos in the steady-state diagram of the system with flow reversal.
PL
Badano wpływ przerzutu strumienia surowca na dynamikę sprzężonych kaskad reaktorów zbiornikowych. Stwierdzono możliwość istnienia temperaturowych i stężeniowych oscylacji chaotycznych w omawianym systemie. Wskazano zależność między okresem oscylacji zmiennej stanu w układzie bez przerzutu strumienia surowca, a okresem powtarzalności okien chaotycznych na diagramie stanów ustalonych układu z przerzutem strumienia surowca.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Possible use of unsteady state conditions achieved by deliberate forced feed composition disturbances to improve the running operation of a isothermal continuous stirred tank reactor is presented. Model successive and parallel reactions are analysed. Forced pulsations have a form of sinusoidal or square waves. The simulation results in both disturbance cases are compared with the results obtained for a steady state.
PL
Zbadano możliwości wykorzystania warunków niestacjonarnych osiąganych na drodze wprowadzanych do układu zmian stężenia wlotowego w celu poprawy pracy izotermicznego reaktora zbiornikowego przepływowego z idealnym mieszaniem. Analizowanymi reakcjami były modelowe reakcje równoległe i następcze. Wprowadzane zmiany miały postać fali sinusoidalnej oraz fali prostokątnej. Wyniki obliczeń w przypadku obu wymuszeń były porównywane z wynikami otrzymanymi dla stanu ustalonego.
This paper describes the construction of continuous stirred tank reactor (CSTR) coupled with a thermobalance. It also presents results of kinetic tests, which were carried out using Ni/γ-Al203 catalysts of various mean grain size, and involving various impeller rotational speeds. The capability for measuring the degree of catalyst reduction (verified by means of CAHN TG121 thermobalance) is presented, too.
Przedstawiono zjawisko chaosu i oscylacji występujące w reaktorze zbiornikowym podczas przebiegu prostej reakcji egzotermicznej pierwszego rzędu zachodzącej na powierzchni stałego katalizatora, który ulega dezaktywacji. Pokazano wpływ parametrów charakteryzujących dezaktywację katalizatora na zachowanie chaotyczne układu. Określono obszary zmienności tych parametrów, w których pojawia się chaos. Pokazano trajektorie temperatury katalizatora dla obszaru chaosu i jego braku.
EN
Chaotic and oscillatory behaviour in a continuous stirred reactor with first-order exothermic chemical reaction in a deactivating catalyst particle is presented in this paper. The influence of characteristic parameters describing catalyst deactivation on chaotic behaviour is shown. The areas of chaotic behaviour are determined. The trajectories of catalyst Temperature for chaotic and non-chaotic areas are shown.
Przedstawiono wyniki symulacji metodą obliczeniową mechaniki płynów (CFD) heterogenicznego układu (ciecz-ciecz) w reaktorze zbiornikowym z mieszadłem, w którym biegnie egzotermiczna reakcja hydrolizy bezwodnika propionowego. Model reaktora weryfikowano z wykorzystaniem wyników doświadczalnych. Celem pracy było określenie lokalnych niejednorodności temperatury w reaktorze oraz warunków propagacji globalnej utraty kontroli termicznej.
EN
The results of a CFD simulation of heterogeneous (liquid-liquid) reacting system in a bath stirred tank reactor are presented. The elaborated reactor model of exothermic reaction of propionic anhydride hydrolysis was verified against the experimental results. The aim of the studies was to reveal local temperature inhomogeneities inside the reactor vessel and estimate the conditions for a global thermal runaway.
W pracy przedstawiono analizę dynamiki kaskady złożonej z dwóch reaktorów zbiornikowych lub dwóch reaktorów rurowych z dzielonym recyklem. Rozpatrzono układ bez opóźnienia i z opóźnieniem w pętli recyrkuIacyjnej. Wyniki badań przedstawiono na diagramach Feigenbauma, przekrojach Poincarego, portretach fazowych oraz wykresach przebiegów czasowych.
EN
In this paper an analysis of the dynamics of a cascade of two homogenous plug-flow tubular reactors with a divided recirculation stream at each stage is considered. Two cases were numerically analyzed, viz. with and without time delay in a recirculation loop. The results are presented as Feigenbaum diagrams, Poincare maps, phase portraits and time plots.
Zbadano mieszanie dwóch cieczy różniących się lepkością I mieszających się bez ograniczeń w reaktorze zbiornikowym z mieszadłem ślimakowym I dyfuzorem, wykorzystując prostą reakcję odbarwienia oraz układ dwóch równoległych i konkurencyjnych reakcji chemicznych. Zaproponowano model mikromieszania do interpretacji wyników doświadczeń.
EN
Mixing of two miscible liquids of different viscosity in a tank reactor equipped with a screw agitator and a draft tube was studied by means of a single decolorization reaction and a system of two competitive-parallel chemical reactions. A micromixing model was proposed to interpret experimental results.
Przedmiotem pracy jest badanie wpływu mieszania burzliwego na przebieg homogenicznych, równoległych reakcji chemicznych przebiegających w reaktorach zbiornikowych z mieszadłem o działaniu ciągłym i półokresowym. Przeprowadzono badania doświadczalne oraz obliczenia przy użyciu modelu bazującego na nierównowagowym modelu dyspersji wariancji stężenia w połączeniu z metodą zamknięcia przy użyciu momentów warunkowych i funkcji gęstości prawdopodobieństwa beta. Obliczenia przeprowadzono przy użyciu CFD.
EN
Effects of turbulent mixing on the course of two fast parallel chemical reactions (neutralisation of sodium hydroxide and hydrolysis of ethyl chloroacetate) carried out in a continuous flow and semibatch stirred tank reactors are experimentally investigated and theoretically interpreted. The flow field is computed using the k-[epsilon] model. Mixing effects are modelled using the non-equilibrium model for scalar dissipation and the conditional moment closure based on the Beta PDF. The models are implemented to the CFD code.
Dokonano analizy teoretycznej statyki układu złożonego z dwóch równolegle połączonych adiabatycznych reaktorów zbiornikowych, pracujących w systemie dynamicznie otwartym lub zamkniętym recyrkulacją masy. Wykazano, iż mimo swej prostoty, system może generować bardzo skomplikowane rozwiązania stacjonarne. Stwierdzono, że struktura tych rozwiązań jest bardziej złożona, gdy nie ma recyrkulacji. Wykazano istnienie dziewięciu stanów stacjonarnych i izoli.
EN
Theoretical analysis of static behaviour of a set of two parallel adiabatic tank reactors with mass recycle was performed. It was proved that in spite of its simplicity, the system can generate complicated steady state solutions. It was found that the steady state solution structure is the most complicated one when there is no circulation at all. Nine steady states and isola were found in this case.
Przedmiotem pracy jest wpływ mieszania burzliwego na przebieg homogenicznych, równoległych reakcji chemicznych w przepływowym reaktorze zbiornikowym z mieszadłem. Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych wpływu warunków prowadzenia procesu na selektywność przebiegu reakcji oraz teoretyczną interpretację otrzymanych wyników eksperymentalnych. Przeprowadzono dyskusję problemu relaksacji widma burzliwego i stałej czasowej mieszania bezwładnościowo-konwekcyjnego.
EN
The paper is focused on effects of turbulent mixing on the course of parallel homogenous chemical reactions carried out in a continuous-flow stirred-tank reactor. Effects of turbulent mixing on the selectivity of parallel chemical reactions are investigated experimentally and interpreted theoretically. Problems of relaxation of the concentration spectrum and the time scale of the inertial - convective mixing are discussed as well.
Badano efekty działania hydrodynamicznych naprężeń burzliwych na agregaty komórek roślinnych różeńca górskiego Rhodiola rosea L. (Crassulaceae) tworzące kulturę zawiesinową w bioreaktorze zbiornikowym o działaniu okresowym, wyposażonym w mieszadło typu Rushtona. Badania doświadczalne i modelowanie dotyczyły zużycia pożywki i ewolucji rozmiarów agregatów.
EN
Effects of hydrodynamic turbulent stress on behaviour of plant cell aggregates [Rhodiola rosea L. (Crassulaceae)], cultivated in the suspension culture in a batch Rushton-type stirred tank reactor, are investigated. Variations in the time of mean aggregate size and nutrient concentration are measured and predicted with the model.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.