Pengenalan Reaksi HeterogenPembahasan pertama, kita memiliki permasalahan persamaan

aliran dan kedua permasalahan pernyataan yang menghubungi antara sistem dua fase. Mari kita membahas secara singkat ini gantinya.

Permasalahan persamaan aliran. Sejak lebih dari satu fase hadir,pergerakan material dari fase ke fase harus dipertimbangkan dalam tingkat persamaan. Sehingga pernyataan pada tingkat umumnya akan menggabungkan transfer massa sebagai tambahan dalam hubungan kinetika pada umumnya. hal perpindahan massa ini berbeda dalam jenis dan jumlah dalam setiap jenis sistem heterogen; karenanya, tidak ada pernyataan tunggal yang menjadi aplikasi umum. Berikut adalah contoh sederhananya.

Contoh 17.1 Pembakaran partikel karbon dengan udaraBerikut kinetika yang terjadi

C + O2 → CO2Dengan mengabaikan pembentukan CO.Dari gambar contoh 17.1 kita melihat bahwa dua langkah dalam rangkaian yang terlibat massa transfer oksigen ke permukaan diikuti oleh reaksi pada permukaan partikel

FERMENTASI AEROBIKMenjelaskan berapa banyak rangkaian yang terlibat ketika gelembung udara melalui tangki berisi cairan yang mengandung mikroba yang tersebar dan diambil oleh mikroba untuk menghasilkan produk.

Untuk mendapatkan pernyataan secara keseluruhan, menulis pernyataan kecepatan reaksinya masing-masing.

atau

atau

jika digabung, akan menjadi :

atau

Dan jika dirangkaikan secara seri maka :

Jika dalam bentuk paralel maka :

Dengan mempertimbangkan langkah-langkah dalam rangkaian. Pada umumnya jika seluruh langkah adalah linear dalam konsentrasi maka akan mudah untuk menggabungkannya. Namun, jika beberapa langkah adalah nonlinear, maka akan sulit secara pernyataan keseluruhannya. Oleh karena itu, lewati langkah nonlinear tersebut. Sekiranya kurva rA dibandingkan dengan kurva cA dari pernyataan perintah awal merupakan prosedur yang sangat berguna.

Poin lainnya adalah menggabungkan aliran yang tidak kita ketahui konsentrasinya dari material, maka konsentrasi itu yang kita hilangkan dalam menggabungkan aliran. Berikut gambrannya pada contoh 17.3.

LAJU MENYELURUH UNTUK PROSES LINEAR

• Difusi pengenceran A melalui film cairan ke permukaan bidang yang terdiri dari B. Bereaksi untuk menghasilkan R yang berdifusi kembali ke dalam aliran utama . mengembangkan laju keseluruhan untuk menyatakan reaksi L / S .

• Yang berlangsung pada permukaan yang datar ini,Perhatikan gambar E17.3.

• Dengan difusi,fluks A ke permukaan ialah  

 

 reaksi merupakan perintah pertama terhadap A , sehingga berdasarkan pada unit permukaan

• Pada keadaan steady laju alir ke permukaan sama dengan laju reaksi pada permukaan(bagian pada seri),oleh karena itu :

• Dari persamaan (i) dan (ii) ,maka :

• Dimana

• Menggantikan persamaan (iii) kedalam salah satu persamaan (i) atau persamaan (ii),lalu mengeliminasikan Cas yang tidak dapat diukur,sehingga diperoleh :

Hasil ini menunjukkan bahwa 1 / k dan 1 / k " merupakan additive resistance sehingga terjadi penambahan tahanan untuk mendapatkan tahanan menyeluruh yang hanya diperbolehkan ketika laju merupakan fungsi linear dari gaya tekan dan ketika proses terjadi dalam seri.

LAJU MENYELURUH UNTUK PROSES NONLINEAR

• Mengulang contoh 17.3 jika kecepatan reaksi di permukaan diasumsikan berorde 2 terhadap A, yakni

• Penyelesaian : Dengan menggabungkan langkah-langkah reaksi untuk menghilangkan Cas , seperti yang dilakukan pada contoh 17.3 dan diperoleh kecepatan reaksi keseluruhan : 

Hubungan dua pola fase-sistem

Ada banyak cara bahwa untuk dapat menghubungkan dua fase, dan untuk setiap persamaan desain akan menjadi unik. persamaan desain untuk pola-pola aliran ideal dapat dikembangkan tanpa terlalu banyak kesulitan. Namun, ketika aliran nyata menyimpang jauh dari ini, kita dapat melakukan salah satu dari dua hal: kita dapat mengembangkan model untuk cermin arus yang sebenarnya, atau kita dapat menghitung kinerja dengan pola yang ideal "braket" aliran sebenarnya . Untungnya, sebagian besar reaktor untuk sistem heterogen dapat dilakukan dengan salah satu dari lima pola aliran ideal atau pada gambar 17.1 pengecualian terjadi pada reaksi yang berlangsung secara fluidized beds. ada model khusus yang harus dikembangkan.

Pemikiran akhir tentang pemodelan aliran

Meningkatkan desain dalam reaktor merupakan hal penting untuk kita memulai memilih model aliran yang cukup mewakili. terlalu sering kita menempatkan terlalu sedikit pemikiran, sembarangan memilih model non representatif dan kemudian melakukan perhitungan komputer ke n thn tingkat akurasi. dan kemudian kami terkejut ketika peningkatan desain tidak setuju dengan prediksi kami. model yang wajar dan sederhana jauh lebih baik daripada model yang tepat dan rinci yang tidak mewakili hubungan keduanya.sering kali pilihan model aliran yang baik dan pengetahuan menentukan bagaimana perubahan perbedaan antara keberhasilan dan kegagalan pola aliran.