Коэффициент теплообмена между поверхностью зерна и потоком,

α = 1200 кал/(м²с К)

Мольные доли веществ в потоке (Помните, что в COMSOLе расчет ведется в весовых долях):

wCH3OH_0 – 5.85×10^-2, wCH2O_0 – 0.0, wH2O_0 – 0.0, wO2_0 – 1×10^-1, wCO_0 – 0.0, wN2_0 – 84.15×10^-2.

Время процесса 950 с.

Коэффициент массообмена между поверхностью зерна и потоком β рассчитать по формулам из раздела 2.3.5.2. пособия при следующих значениях:

Молекулярный коэффициент диффузии метанола, D⁰_CH3_OH = 47×10^-6 м²/c (при 360^оС)

Давление, P = 1 атм

Температура потока, T₀ = 360^оС

Динамический коэффициент вязкости смеси, μ = 29.96×10^-6 кг/(м·c)

Порозность слоя, ε = 0.4

Плотность газовой смеси, ρ = 0.55 кг/м³ (при 360^оС и 1 атм)

Линейная скорость, u – варьируется

Радиус зерна катализатора, R_p- варьируется

Значения приведены в вариантах расчета.

Необходимо:

1. Провести моделирование процесса с использованием полученных значений коэффициента массообмена при следующем допущении: процесс протекает в кинетической области, т.е. сопротивление массопереносу в зерне катализатора незначительно. Это допущение верно при значении D_e →∞.Подобрать значение D_e, при котором внутренняя диффузия не будет лимитировать процесс;

2. Выписать значенияконцентрации метанола в мольных долях на поверхности зерна. Найти

Δ = wCH3OH_0- wCH3OH.

3. Объяснить влияние размера зерна и линейной скорости на β и на Δ.

Варианты расчета:

1. R_p = 0.5 мм; u = 2.4 м/с, 0.48 м/с.

R_p = 5 мм; u = 2.4 м/с, 0.48 м/с.

2. R_p = 1 мм; u = 3 м/с, 0.5 м/с.

R_p = 5 мм; u = 3 м/с, 0.5 м/с.

3. R_p = 0.5 мм; u = 2 м/с, 0.4 м/с.

R_p = 6 мм; u = 2 м/с, 0.4 м/с.

4. R_p = 0.5 мм; u = 3 м/с, 0.5 м/с.

R_p = 6 мм; u = 3 м/с, 0.5 м/с.