裝置內由流體質點的運動軌跡和混合特性所決定的流體流動狀況。
基本介紹
- 中文名：流動模式
- 外文名：flow pattern
理想流動模式 分為兩種：
①平推式流動 又稱柱塞式流動。流體質點在運動方向上同速前進，各流體質點均具有相同的停留時間，不發生混合，就同柱狀活塞在汽缸內的平推運動一樣（圖1a）。
②全混式流動 流體在容器內完全混合，容器內各處組成均一。因此物料一進入容器內立即被混合均勻，且容器內的組成與流出物料的組成相同（圖1b）。
根據物料衡算，可得基本設計式如下：
平推流 
，
全混流 V/v=（CA0－CA）/rA，
式中Vr為平推流反應器的容積；V為全混釜內物料的容積；v為物料的體積流量；CA0和CA分別為所研究反應組分A在進料和出料中的摩爾分子濃度；rA為組分A的反應速率，如對簡單n級反應，
。由於全混流裝置中物料濃度等於最終的出料濃度，故若與相同出料濃度的平推流裝置相比，對一切n>0的情況，其反應速度均較後者慢，且n愈大，相差也愈大。故對同樣的生產能力，其所需裝置的容積亦愈大。
理想流動的流動模式明確，有解析解，便於放大設計，且與許多實際裝置內的流動模式近似，如細長管內和固體顆粒填充床內的流體流動近於平推式流動，有強烈攪拌的釜式反應器內的流動近於全混式流動。因此，這種模式在設計中常加以套用。
非理想流動模式 偏離上述兩種理想流動模式的統稱非理想流動模式（圖2）。這種流動的主要特點是：①存在短路和死區，造成有的流體長期停滯，有的則瞬即離去；②由於分子擴散或形成渦流而產生軸向返混；③由於摩擦阻力等原因造成在流動方向上的流速分布不勻；④由於流路截面上的阻力不同而產生溝流（或偏流）。因此導致流體質點在容器內停留時間不同（即存在停留時間分布問題），從而影響化學反應的最終結果。
流動模式主要靠示蹤實驗檢定，並在測得其停留時間分布後加以確定。
