描述連續(xù)流動(dòng)系統(tǒng)中的宏觀運(yùn)動(dòng)狀況的物理模型，此模型可用數(shù)學(xué)方程式表達(dá)，用以確定返混與停留時(shí)間分布之間的定量關(guān)系。在化學(xué)反應(yīng)工程的初創(chuàng)階段，反應(yīng)器的流動(dòng)模型曾是十分活躍的研究領(lǐng)域，為描述反應(yīng)器中復(fù)雜的流動(dòng)狀況，出現(xiàn)了多達(dá)幾十種流動(dòng)模型。后來(lái)，流動(dòng)模型的研究成果在填充塔、板式塔等傳質(zhì)設(shè)備操作狀況的分析研究中得到應(yīng)用。將反應(yīng)器的流動(dòng)模型與傳質(zhì)、傳熱、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型聯(lián)立求解，可模擬反應(yīng)器的行為。常用的流動(dòng)模型有：
平推流模型 又稱活塞流模型或理想排擠模型，是一種返混量為零的理想化流動(dòng)模型(圖1)。其特點(diǎn)是反應(yīng)器徑向具有嚴(yán)格均勻的流速和流體性狀（壓力、溫度和物性等），軸向不存在任何形式的混合。實(shí)際反應(yīng)器的流動(dòng)狀況，只能程度不同地趨近這種流動(dòng)狀況。長(zhǎng)徑比大的管式反應(yīng)器常可用平推流模型近似處理。平推流反應(yīng)器中，物料的停留時(shí)間嚴(yán)格相等，反應(yīng)速率只隨軸向位置變化。故可列出微元物料衡算和熱量衡算公式，并沿軸向積分進(jìn)行計(jì)算。
全混流模型 又稱理想混合模型。一種返混量為無(wú)窮大的理想化流動(dòng)模型（圖2）。其特點(diǎn)是物料進(jìn)入反應(yīng)器的瞬間即與反應(yīng)器內(nèi)原有的物料完全混合，反應(yīng)器內(nèi)物料的組成和溫度處處相等，且等于反應(yīng)器出口處物料的組成和溫度。全混流反應(yīng)器中，物料可能在進(jìn)入反應(yīng)器的瞬間即離開(kāi)反應(yīng)器，也可能長(zhǎng)時(shí)間停留，因而有很寬的物料停留時(shí)間分布。攪拌良好且流體粘度不大時(shí)，連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器的流動(dòng)狀況十分接近全混流模型。
分散模型 一種適合于描述返混程度較小的非理想流動(dòng)的流動(dòng)模型（圖3）。它仿照分子擴(kuò)散的概念，在平推流流動(dòng)上疊加一軸向分散過(guò)程，以表示反應(yīng)器流動(dòng)方向上的返混。這種模型的參數(shù)為分散系數(shù)De，是仿照分子擴(kuò)散系數(shù)定義、用來(lái)反映返混程度大小的參數(shù)。如果De為零，模型即為平推流模型;De為無(wú)窮大，即為全混流模型。分散系數(shù)由反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、流動(dòng)狀況、物料性質(zhì)等因素決定，其數(shù)值可通過(guò)測(cè)定反應(yīng)器的停留時(shí)間分布估計(jì)。長(zhǎng)徑比較小的管式反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器、塔式反應(yīng)器中的流動(dòng)常可用分散模型近似處理。與平推流模型、全混流模型相比，分散模型的求解比較復(fù)雜。
多級(jí)全混流模型 一種適合于描述返混程度較大的非理想流動(dòng)的流動(dòng)模型（圖4）。它把反應(yīng)器中的返混，看成與n個(gè)等容積的全混流反應(yīng)器串聯(lián)時(shí)，所具有的返混程度等效。n是模型參數(shù)，n的數(shù)值也可通過(guò)停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)測(cè)定求取。如果n為1，即為全混流模型；n為無(wú)窮大，即為平推流模型。多級(jí)串聯(lián)的連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器以及淺床層的固定床反應(yīng)器，常采用多級(jí)全混流模型近似處理。
多級(jí)全混、級(jí)際有限返混模型 把反應(yīng)器中的返混看作與n個(gè)等容積的全混流反應(yīng)器串聯(lián)，但相鄰兩級(jí)間有一定返混時(shí)所具有的返混程度相同(圖5)。此模型為兩參數(shù)模型，模型參數(shù)為級(jí)數(shù)和級(jí)際返混量。
管流模型 把反應(yīng)器中的流動(dòng)狀況看成有一定速度分布的管流(圖6)，可考慮也可不考慮分子擴(kuò)散。
組合模型 反應(yīng)器中的流動(dòng)狀況被看成若干種簡(jiǎn)化流動(dòng)模式，如平推流、全混流、停滯區(qū)（死區(qū)）、短路、溝流、環(huán)流（見(jiàn)返混）的組合，并用相應(yīng)的數(shù)學(xué)方程進(jìn)行描述，圖7列舉了幾種組合模型。
版權(quán)：如無(wú)特殊注明，文章轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò)，侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系cnmhg168#163.com刪除！文件均為網(wǎng)友上傳，僅供研究和學(xué)習(xí)使用，務(wù)必24小時(shí)內(nèi)刪除。
