L06 反应快、混合慢,还是停留太短?——三个时间尺度一起看

第 6 讲 · 反应–输运耦合与 Damköhler 数 | A、B 分两股进入,A + B → P(二级反应,速率 k cA cB);横向扩散 + 反应的数值解

① 产物浓度场 cP(x, y)(俯视,A 在上、B 在下)

数值解:塞状流下沿 x 推进的一维反应–扩散方程(隐式扩散 + 半隐式反应,y 方向 80 格)。亮色 = 产物多。x 按通道全长压缩显示。

② 沿程转化率:实际(分股进料)vs 理想预混

理想预混(二级、等浓度):X = Da/(1+Da)。两条曲线差距越大,说明混合(传质)越是瓶颈。

③ 时间尺度对比(对数轴)