A について完全混合流量原子炉 (CMFR)化学工学では,より一般的に連続混ぜたタンク原子炉 (CSTR)原子炉の設計では,反応物質を容器に継続的に供給し,均一に混合し,継続的に抽出します.
CMFRの特徴は"完璧な混合"という仮定です原子炉内の液体の濃度と温度は 原子炉全体に均等です排出流の濃度と温度に等しい.安定状態プロセス つまり容器内の性質は 時間の経過とともに変化しない
CMFRは,一定の体積を維持することで機能する (V容量流量が一定である (Q について原子炉の容量内では,化学反応の速度は同じであることを確保するために必要なエネルギーを機械的な振動器 (インペラー) で供給します.
CMFR を 設計 する ため に は,技術 者 たち は 一般 的 な モル バランス 方程式 を 用い ます.この 方程式 は 安定 状態 で 動作 する の で,容器 の 中 で の 反応 物質 の 蓄積 は ゼロ です.
CMFR の最も重要な指標の一つは空間時間液体粒子が原子炉で過ごす平均時間を表します
居住時間が短すぎると,反応が完了する前に反応物質が原子炉を離れることがある (低変換).時間が長くなった場合,プロセスの出力は非効率である.
エンジニアは,温度や濃度を正確に制御する必要があるとき,または連続プロセスに対処するときにCMFRを選択します.
| 原子炉タイプ | 動作モード | 混ぜる | 濃度プロフィール |
|---|---|---|---|
| CMFR/CSTR | 連続 | 完璧です | 恒常的に |
| バッチリアクター | 循環性 (非連続性) | 完璧です | 時間の経過とともに変化します |
| プラグフロー (PFR) | 連続 | 線形のみ | 距離/位置の変化 |
完全に混合流量炉は,プロセス安定性が不可欠な産業で好まれている.
廃水処理"アクティブスラッジ"プロセスはCMFRモデルの最も一般的な応用です.それは安定した制御された環境で廃棄物の生物分解を可能にします.
薬剤合成:薬剤の連続生産を可能にし,従来のバッチケトルと比較してバッチ間での一貫性が高まります.
ポリマー化:CMFRは高熱性反応の管理に役立つ.反応物質が大量容量で稀释されるため,熱発生は安定し,熱脱出のリスクを軽減する.
Q: "完璧な混合"はなぜ仮定されるのでしょうか?
A: 実際には 原子炉は存在しない完璧にしかし,エンジニアは計算を簡素化するためにこれを理想化として使用します.混合強度が十分に高い場合 (インプレール速度が高い場合),モデルと現実の誤差は無視できます.強力なデザインツールになります.
Q: 混合速度が低すぎるとどうなるの?
A: 混合が不十分である場合,システムはCMFRのように動作しなくなり",濃度グラディエント" (または死区) を開発します.これは反応が非効率になる原因です.製品の不一致性につながります停滞している地域では バイオマスの枯渇を引き起こす可能性があります
Q:CMFRとバッチ原子炉は同じですか?
A: ない. バッチ 原子炉 は 一度に "バッチ" を 処理 する (シャットダウン,清掃,再充電). CMFR は 24 時間 24 時間 連続 流入 流出 で 動作 する.大量生産で効率を大幅に向上させる.
特定の廃水プロセスの 運動モデルを作っていますか?CMFRモデルを使って化学合成システムを設計したいですか??