高溫反應(yīng)工程

1、高溫反應(yīng)工程1.緒論高溫反應(yīng)工程研究對象：高溫反應(yīng)器典型實(shí)例：外熱式管式反應(yīng)器：包括烴類蒸汽轉(zhuǎn)化爐、乙烯裂解爐。 特點(diǎn)強(qiáng)吸熱過程氣流床反應(yīng)器 特點(diǎn)高溫、高壓、多相、湍流2.輻射傳熱原理(1) 熱輻射的基本概念熱輻射的物理本質(zhì)電磁波熱輻射與物體的相互作用 被物體吸收、由物體表面反射出去、穿透物體(2) 黑體輻射的基本規(guī)律 普朗克定律 反映真空中黑體在不同溫度下單色輻射能力隨波長 的分布規(guī)律。斯蒂芬-玻爾茲曼定律 反映黑體的輻射能力與溫度的關(guān)系。蘭貝特定律 描述的是黑體表面輻射能量按空間方向的分布規(guī)律。(3)實(shí)際物體表面的輻射與吸收 物體的黑度 實(shí)際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力的比值。 灰體

2、單色吸收率與波長無關(guān)的物體。 基爾霍夫定律 任何物體的輻射力和吸收率之比值恒等于同溫度 下黑體的輻射力，比值的大小只和溫度有關(guān)。(4)氣體的熱輻射 氣體的輻射特征 并非所有的氣體都具有輻射和吸收能力；氣體輻射和吸收具有較強(qiáng)的選擇性；不透明體的吸收與發(fā)射在表面進(jìn)行，而氣體介質(zhì)中的發(fā)射與吸收在整個(gè)容積中進(jìn)行；氣體介質(zhì)輻射需要考慮散射的影響。 氣體的吸收定律 布格爾（Bouguer）定律單色射線穿過氣體層時(shí)，單色輻射強(qiáng)度是按指數(shù)規(guī)律衰減的。3.流體流動(dòng)和混合(1)湍流基本基礎(chǔ) 湍流現(xiàn)象和湍流基本特征（十條）(2)射流基礎(chǔ) 射流定義 射流的重要特性 卷吸周圍介質(zhì) 射流所要解決的重要問題 確定射流擴(kuò)展的

3、范圍，射流中的流速分布以及流量沿程變化等。自由射流受限射流環(huán)狀射流同軸自由射流旋轉(zhuǎn)射流(3)撞擊流基礎(chǔ) 撞擊流原理 撞擊流特性 強(qiáng)化傳遞過程 撞擊流研究方法 蒙特卡羅模擬、馬爾柯夫鏈概率 撞擊流分類 流動(dòng)類型和撞擊面幾何形狀 單股圓形撞擊射流(4)混合與化學(xué)反應(yīng) 混合機(jī)理 宏觀混合（主體擴(kuò)散、湍流擴(kuò)散）、微觀混合（微 元變形、分子擴(kuò)散），最終達(dá)到分子尺度均勻。 混合特性 分隔尺度 湍流作用使物料分散的程度 分隔強(qiáng)度 分子擴(kuò)散作用使物料接近均勻的程度 混合時(shí)間 分隔強(qiáng)度與混合時(shí)間關(guān)系分隔強(qiáng)度隨時(shí)間指數(shù)衰減 低施密特?cái)?shù)與高施密特?cái)?shù)時(shí)混合時(shí)間表達(dá)式 湍流、混合與化學(xué)反應(yīng) 參數(shù)k/m 表示反應(yīng)特征時(shí)間

4、與混合時(shí)間比值 描述湍流對化學(xué)反應(yīng)作用 k/m 1，為慢反應(yīng) k/m 1，中等反應(yīng)速率 k/m 1，快反應(yīng) 微觀混合與宏觀混合的相互作用根據(jù)宏觀混合與微觀混合的不同地位，可將反應(yīng)器內(nèi)流場劃分為三個(gè)區(qū)域：物料分散區(qū)、微觀混合控制區(qū)與宏觀混合控制區(qū)。三個(gè)區(qū)域的物料分別處于完全分隔、部分分隔和最大混合的狀態(tài)。4.氣固反應(yīng)系統(tǒng)熱質(zhì)傳遞 (1)氣固反應(yīng)的分類及特點(diǎn) 重要特點(diǎn)固體反應(yīng)性(2)氣固反應(yīng)的宏觀圖象及單元步驟 氣固反應(yīng)宏觀圖象 擴(kuò)散性 氣固反應(yīng)的步驟 外擴(kuò)散、內(nèi)擴(kuò)散、界面反應(yīng) 固體顆粒表面和氣流之間傳質(zhì) 傳質(zhì)系數(shù)（單一顆粒與氣流、固定床和氣流床中顆粒與氣流之間） 固體顆粒表面和氣流之間傳熱 傳熱

5、系數(shù)（單一顆粒與氣流、固定床和氣流床中顆粒與氣流之間） 氣固反應(yīng)過程中固體結(jié)構(gòu)的變化 化學(xué)變化引起的結(jié)構(gòu)變化；燒結(jié)與軟化(3)氣固反應(yīng)模型 單個(gè)致密顆粒的反應(yīng)反應(yīng)特點(diǎn) 反應(yīng)只發(fā)生在兩相交界面；化學(xué)反應(yīng)和傳遞過程串聯(lián)進(jìn)行分 類 收縮反應(yīng)、顆?？偝叽绮蛔?、顆?？偝叽绺淖儫o固體生成物層的反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化時(shí)間（單純化學(xué)反應(yīng)控制、傳質(zhì)控制、化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)共同控制）有固體生成物層的反應(yīng)顆粒大小不變SCM 化學(xué)反應(yīng)控制、通過產(chǎn)物層的擴(kuò)散控制、氣膜擴(kuò)散控制顆粒粒徑發(fā)生變化SCM 單個(gè)多孔顆粒的反應(yīng)整體反應(yīng)模型、微粒模型作業(yè)：題目：結(jié)合課程所講內(nèi)容，聯(lián)系工業(yè)實(shí)際寫一篇論文要求：論文字?jǐn)?shù) 不少于5000字論文格式 標(biāo)題（黑體四號）、學(xué)號、姓名、專業(yè)、摘要和關(guān)鍵詞（中英文）、正文（宋體小四）、參考文獻(xiàn)（參考華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)）。論