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化工
题目

绝热管式反应器与间歇釜式反应器、连续釜式反应器的绝热温升的表达式可以相互推导并使用。()A. 正确B. 错误

绝热管式反应器与间歇釜式反应器、连续釜式反应器的绝热温升的表达式可以相互推导并使用。()

A. 正确

B. 错误

题目解答

答案

A. 正确

解析

考查要点:本题主要考查学生对不同反应器(绝热管式、间歇釜式、连续釜式)绝热温升公式之间关系的理解,以及是否掌握这些公式在特定条件下的通用性。

解题核心思路:

  1. 明确绝热反应器的共同点:所有绝热反应器均假设无热量交换,反应热全部用于升温。
  2. 分析不同反应器的假设差异:
    • 间歇釜式:批次操作,假设完全混合,温度均匀。
    • 连续釜式:存在返混,停留时间分布复杂。
    • 管式反应器:平推流模型,轴向温度梯度显著。
  3. 关键结论:在特定简化条件下(如忽略返混、平推流近似等),不同反应器的绝热温升公式可通过调整参数相互推导。

破题关键点:

  • 公式推导基础:绝热温升公式均基于能量守恒和反应动力学,因此在统一假设下可通用。
  • 教材知识关联:需回忆教材中是否明确说明这些公式在特定条件下的等价性。

核心逻辑:

  1. 能量守恒基础:所有绝热反应器的温升公式均基于能量守恒方程:
    $Q_{\text{反应}} = m c_p \Delta T$
    其中,$Q_{\text{反应}}$ 为反应热,$m$ 为质量,$c_p$ 为比热容,$\Delta T$ 为温升。
  2. 反应器差异的假设简化:
    • 间歇釜式:假设温度均匀,公式简化为:
      $\Delta T = \frac{-\Delta H X}{c_p}$
      ($X$ 为转化率,$\Delta H$ 为反应热)。
    • 管式反应器:考虑轴向温度梯度,公式扩展为微分方程:
      $\frac{dT}{dz} = \frac{-\Delta H r}{\rho c_p u}$
      ($r$ 为反应速率,$u$ 为流速)。
    • 连续釜式:因返混影响,需引入停留时间分布,但可通过调整参数与管式公式关联。
  3. 公式通用性:
    • 当忽略返混(连续釜式近似为平推流)或转化率较低(管式反应器简化为批次模型)时,公式可相互推导。

结论:题目表述正确,答案为 A。

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