管式流反应器英文解释翻译、管式流反应器的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 tubular flow reactor
分词翻译:
管的英语翻译:
canal; duct; fistula; guarantee; meatus; pipe; tube; wind instrument
【化】 pipe; tube
【医】 canal; canales; canalis; channel; duct; ductus; salpingo-; salpinx
syringo-; tuba; tube; tubi; tubing; tubo-; tubus; vas; vaso-; vessel
式的英语翻译:
ceremony; formula; model; pattern; ritual; style; type
【化】 expression
【医】 F.; feature; formula; Ty.; type
流的英语翻译:
flow; stream; current; stream of water; class; wandering
【计】 stream
【化】 flow coating(process); stream
【医】 current; flow; flumen; flumina; rheo-; stream
反应器的英语翻译:
reactor
【医】 reactor
专业解析
管式流反应器(Tubular Flow Reactor),在化工领域指的是一种连续操作的化学反应器,其主体结构为细长的管道。反应物料(通常为流体)从管道一端连续进入,在沿管道轴向流动的过程中发生化学反应,最终产物从另一端连续流出。其核心特征在于其近似平推流(Plug Flow)的特性,即垂直于流动方向的任一截面上,物料性质(如浓度、温度)均匀一致,而沿管道长度方向则存在梯度变化。
从汉英词典角度解析该术语:
- 管式 (Guǎnshì): 指反应器的物理形态为管状结构,英文对应 "Tubular" 或 "Pipe-shaped"。
- 流 (Liú): 强调物料的流动状态,是连续过程而非间歇操作,英文对应 "Flow"。
- 反应器 (Fǎnyìngqì): 指进行化学反应的容器或装置,英文对应 "Reactor"。
工作原理与核心特征:
- 连续操作与平推流模型:物料以稳定流速进入管道,在管内沿轴向流动,如同一个“活塞”向前推进。这种流动模式使得物料在反应器内的停留时间高度一致,减少了返混现象,有利于需要特定反应时间或串联反应步骤的工艺。其设计通常基于平推流反应器(PFR)模型进行工程计算和放大。
- 结构简单,易于控制:基本结构为直管或盘管,可方便地实现加热或冷却(如夹套、盘管换热),适用于高温高压反应。温度、压力、流速等参数易于监测和控制。
- 高转化率与选择性:由于停留时间分布窄,特别适用于要求高转化率或对副反应敏感的反应体系,能够获得更优的产品选择性。
典型应用场景:
- 大规模连续化生产:石油炼制(如催化裂化、加氢处理)、基础化工(如氨合成、乙烯裂解、氯乙烯聚合)、天然气处理等。
- 快速反应:对反应时间有严格要求的快速反应过程。
- 高温高压反应:结构强度高,易于实现极端反应条件。
- 需要精确控制反应时间的工艺:如某些聚合反应、硝化反应。
权威参考来源:
- 《化工原理》(英文版如 Unit Operations of Chemical Engineering by McCabe, Smith & Harriott):经典教材详细阐述了反应器分类、平推流反应器模型、设计方程(如设计方程:$$ frac{V}{F{A0}} = int{0}^{X_A} frac{dX_A}{-r_A} $$,其中 V 为反应器体积,FA0 为组分A的初始摩尔流量,XA 为转化率,-rA 为反应速率)及其在化工过程中的应用。
- 国际标准化组织(ISO):相关标准如 ISO 14853:2019 "Plastics — Determination of the ultimate anaerobic biodegradation of plastic materials in an aqueous system — Method by measurement of biogas production" 等涉及生物降解测试的方法标准中可能指定使用管式流反应器或其变体进行特定条件下的测试。具体标准内容需查阅ISO官网或授权平台。
- 美国化学工程师协会(AIChE):其出版物、会议论文及行业指南经常涉及管式反应器在化工工艺开发、优化和安全操作方面的最佳实践和案例分析。例如,其期刊 AIChE Journal 常有相关研究发表。
- 《化学反应工程》(英文版如 Chemical Reaction Engineering by Octave Levenspiel):权威专著深入讨论各类反应器的设计、分析与比较,对管式流反应器(PFR)有系统论述,是理解其理论基础的核心参考。
管式流反应器是一种基于管状结构、实现物料连续流动并发生化学反应的工业装置。其核心优势在于近似平推流的流动特性,适用于要求高转化率、低返混、连续化大规模生产以及需要精确控制反应时间的化工过程。其设计、操作和分析紧密依赖于化学反应工程学的基本原理。
网络扩展解释
管式流反应器(又称活塞流反应器或管式反应器)是一种以长管状结构为特征的连续流动反应装置,其核心特点是流体以近似平推流(活塞流)形式流动,各微元停留时间相同且无返混现象。以下是其详细解析:
1.基本定义与结构
- 定义:管式流反应器通常由长径比极大(长度可达数公里)的管道构成,物料以队列形式流动,沿流动方向无混合,浓度和反应速率呈梯度变化。
- 结构组成
包括反应管道(耐高温、耐腐蚀材料)、进料装置(控制原料流量)、加热/冷却系统(夹套或外循环换热)等。结构形式可为单管、多管并联,或填充催化剂形成固定床。
2.工作原理
- 流动特性:流体处于湍流状态时,空管长径比需>50,填充管段长与粒径比需>100(气体)或200(液体),此时流动接近理想平推流。
- 反应过程:物料连续进入管道,各微元沿管长方向依次完成反应,停留时间一致,浓度随管长逐渐变化。
3.核心特点
- 高效性:返混小,容积效率高,尤其适合高转化率或存在串联副反应的体系。
- 温度控制:可通过分段控温优化反应条件(如外置换热器或夹套)。
- 局限性:反应速率过低时需极长管道,工业实施困难;传热效率低于釜式反应器。
4.应用领域
广泛用于化工(如丙烯二聚)、石油(裂解)、制药、食品等行业,适用于气-液、液-固等多相反应及连续化生产场景。
5.与釜式反应器的对比
特性 |
管式流反应器 |
釜式反应器 |
流动模型 |
平推流(无返混) |
全混流(充分返混) |
停留时间 |
短且一致 |
长且分布不均 |
传热效率 |
较低,依赖外部换热 |
较高,可设夹套或盘管 |
适用场景 |
快速反应、高转化率需求 |
慢速反应、需控温的复杂体系 |
如需进一步了解具体案例或设计参数,可参考来源(化工仪器网)及(硫酸铵生产应用)的完整内容。
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