Vízügyi Közlemények, 1996 (78. évfolyam)

2. füzet - Rövidebb tanulmányok, közlemények, beszámolók

236 Dombay Gábor 4.3. A reaktorból távozó anyag koncentrációja Permanens, izotermikus, homogén, elsőrendű reakciókinetikával jellemezhető reakció esetén a reaktorból távozó anyag koncentrációja meghatározható a tartózkodási idő eloszlása alapján, az alábbi formula szerint (Nauman^Clark 1991): ahol к a reakciókinetikai állandó, s"

1. Magasabb rendű reakcókinetikával jellemezhető reakciók esetén a kimenő koncentráció nem állapítható meg egyértelműen, bár a tartózkodási idő eloszlása a koncentráció közelítő becslésére gyakorta elegendő. Mint említettük, a koncentráció ingadozásának, fluktuációjának megszüntetését a reaktorban molekuláris folyamatok okozzák, melyet összefoglaló néven mikrokeveredésnek nevezünk. Monomolekuláris reakciók esetén a koncentrációváltozás sebessége egyedül a pillanatnyi koncentráció függvénye, mely az esetek nagy többségében elsőrendű kinetikával írható le. Ennélfogva az ilyen típusú reakciók estén a mikrokeveredés szerepe jelentéktelen, a folyamat jellemzésére a fent ismertetett tartózkodási idő eloszlási modellek alkalmazhatók. A derítés azonban rendkívül komplex, egymásra épülő folyamatok összessége, ahol a reakció sebessége számos változó függvénye, mely változók kémiai, hidraulikai és egyéb fizikai paraméterek. E többlépcsős reakciók során a mikrokeveredés jelentős szerepet játszik, különösen azon esetekben, ahol a betáplálás fenntartja a reagensek makroszkopikus koncentráció-gradiensének értékét a reaktorban. Azok a multimolekuláris reakciók, melyeknél a különféle reagensek közel azonos diffuzivitással rendelkeznek, egyszerűsített formában jellemezhetők. így a tartózkodási idő elmélet a produktum-koncentráció (pl. hidrolízistermékek) határértékeinek megállapítására alkalmazható. Ezek a határértékek adott tartózkodási idő eloszlás esetén a molekuláris szintű keveredés szélsőséges esetei által létrehozott körülmények esetére vonatkoznak (David—Clark 1991, Nauman-Clark 1991). A mikrokeveredés szélsőséges esetei: - tökéletes elkülönülés és - maximális elkeveredés. Tökéletes elkülönülés esetén a folyadék diszkrét, egymással kölcsönhatásba nem lépő térfogategységekben, „csomagokban" áramlik át a reaktoron. A „csomagok" mérete a rendszer méretéhez képest kicsiny, de nagyszámú molekulát tartalmaznak. Min(25) 4.4. A mikrokeveredés modellezése (26)