
【電】 homogeneous reactor
equality
【電】 uniformity
reactor
【醫】 reactor
均勻反應器(Homogeneous Reactor)是核工程與化學工程領域的核心概念,指反應物、催化劑或介質在反應過程中處于同一物理相态(如液态或氣态)的反應裝置。其核心特征是反應體系内物質分布均勻,能量傳遞與質量傳遞效率較高。
均勻反應器的設計基于熱力學平衡與動力學控制理論,反應物和生成物通過持續攪拌或流動實現分子級混合。例如,液态均質反應堆(LHR)中,核燃料(如鈾-235)直接溶解于液态慢化劑(如重水或熔鹽),中子通量分布均勻性可達±2%誤差範圍。此類系統遵循菲克擴散定律(Fick's Law),反應速率可表示為: $$ J = -D frac{partial phi}{partial x} $$ 其中$D$為擴散系數,$phi$為中子通量密度。
國際原子能機構(IAEA)技術報告指出,均勻反應器相比非均勻堆芯可提升中子利用效率達15%,但存在燃料循環複雜、腐蝕控制困難等挑戰。美國化學工程師協會(AIChE)數據顯示,化工領域均勻反應器的熱傳遞系數比管式反應器高3-5倍。
均勻反應器(Homogeneous Reactor)是指反應物、催化劑等物質在反應器内以均勻混合狀态存在的反應裝置。以下是詳細解釋:
均勻反應器的核心特征是反應介質在空間分布上呈現均一性。例如在核能領域,它指核燃料與冷卻劑/慢化劑均勻混合的核反應堆(如液态燃料反應堆);在化工領域則指反應物與催化劑處于同一相态(如均相溶液反應器)。
特征 | 均勻反應器 | 非均勻反應器 |
---|---|---|
物質分布 | 各組分均勻混合 | 存在相界面(如氣-固兩相) |
典型應用 | 溶液聚合、液态燃料核反應 | 固定床催化反應、核燃料棒 |
傳質效率 | 較高(無相間阻力) | 受相界面限制 |
通常配備攪拌裝置、溫度控制系統和連續流動設計,确保反應物充分混合。例如化工生産中常見的連續攪拌釜式反應器(CSTR)就是典型代表。
注:如需了解具體反應器型號或技術參數,可參考《核工程設備手冊》或《化學反應工程》等專業文獻。
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