题目
在固体催化剂上进行A的一级分解反应，已知颗粒直径dp=2.4mm，固体颗粒与气体给热系数h=167.2kJ/(m2·℃·h)，传质分系数kg=300m3/(m2(cat)·h)，颗粒有效扩散系数De=5×10-5m3/(m(cat)·h)，颗粒有效导热系数λe=1.672kJ/(m(cat)·℃·h) 反应参数：(-△Hr)=167.2kJ/molA CAb=20mol/m3 (0.1MPa，336℃) R=105mol(m3(cat)·h) 求：(1)气膜阻力是否有影响； (2)内扩散阻力是否有强的影响； (3)估计颗粒内部温度差以及颗粒表面与气流主体的温度差。
在固体催化剂上进行A的一级分解反应，已知颗粒直径dp=2.4mm，固体颗粒与气体给热系数h=167.2kJ/(m2·℃·h)，传质分系数kg=300m3/(m2(cat)·h)，颗粒有效扩散系数De=5×10-5m3/(m(cat)·h)，颗粒有效导热系数λe=1.672kJ/(m(cat)·℃·h)
反应参数：(-△Hr)=167.2kJ/molA
CAb=20mol/m3 (0.1MPa，336℃)
R=105mol(m3(cat)·h)
求：(1)气膜阻力是否有影响；
(2)内扩散阻力是否有强的影响；
(3)估计颗粒内部温度差以及颗粒表面与气流主体的温度差。
反应参数：(-△Hr)=167.2kJ/molA
CAb=20mol/m3 (0.1MPa，336℃)
R=105mol(m3(cat)·h)
求：(1)气膜阻力是否有影响；
(2)内扩散阻力是否有强的影响；
(3)估计颗粒内部温度差以及颗粒表面与气流主体的温度差。
题目解答
答案
外扩散影响忽略，$内扩散影响严重，$△T(颗粒内)=0.1℃，Ts-Tb=40℃
解析
步骤 1：计算气膜阻力的影响
气膜阻力的影响可以通过计算气膜传质系数kg与颗粒有效扩散系数De的比值来判断。如果比值较大，说明气膜阻力影响较小，反之则较大。
步骤 2：计算内扩散阻力的影响
内扩散阻力的影响可以通过计算颗粒直径dp与颗粒有效扩散系数De的比值来判断。如果比值较大，说明内扩散阻力影响较大，反之则较小。
步骤 3：计算颗粒内部温度差以及颗粒表面与气流主体的温度差
颗粒内部温度差可以通过计算颗粒有效导热系数λe与颗粒直径dp的比值来估计。颗粒表面与气流主体的温度差可以通过计算固体颗粒与气体给热系数h与颗粒直径dp的比值来估计。
气膜阻力的影响可以通过计算气膜传质系数kg与颗粒有效扩散系数De的比值来判断。如果比值较大，说明气膜阻力影响较小，反之则较大。
步骤 2：计算内扩散阻力的影响
内扩散阻力的影响可以通过计算颗粒直径dp与颗粒有效扩散系数De的比值来判断。如果比值较大，说明内扩散阻力影响较大，反之则较小。
步骤 3：计算颗粒内部温度差以及颗粒表面与气流主体的温度差
颗粒内部温度差可以通过计算颗粒有效导热系数λe与颗粒直径dp的比值来估计。颗粒表面与气流主体的温度差可以通过计算固体颗粒与气体给热系数h与颗粒直径dp的比值来估计。