为什么说理想流动的平推流和全混流是流体流动的两种极端情况？

如上

理想流动模型是二种极端状况下的流体流动，而实际的工业反应器中的反应物料流动模型与理想流动有所偏离，往往介于两者之间。对于所有偏离理想置换和理想混合的流动模式统称为非理想流动。显然，偏离理想流动的程度不同，反应结果也不同。 　　一、实际反应器中流动状况偏离理想流动状况的原因 　　可以归结为下列几个方面： 　　1、滞留区的存在：滞留区亦称死区、死角，是指反应器中流体流动极慢导致几乎不流动的区域。滞留区主要产生于设备的死角中，如设备两端、挡板与设备壁的交接处以及设备设有其它障碍物时，最易产生死角。滞留区的减少主要通过合理的设计来保证。 　　2、在沟流与短路：设备设计不合理，如进出口离得太近会出现短路。固定床反应器、填料塔中，由于催化剂颗粒或填料装填不匀，形成低阻力的通道，使部分流体快速从此通过，而形成沟流。 　　3、环流：实际的釜式反应器、鼓泡塔和流化床中均存在流体的循环运动。 　　4、流体流速分布不均匀：由于流体在反应器内的径向流速分布的不均匀，造成流体在反应器内的停留时间长短不一。如管式反应器中流体呈层流流动，同一截面上物料质点的流速不均匀，与理想置换反应器发生明显偏离。 　　扩散：由于分子扩散及涡流扩散的存在而造成物料质点的混合，使停留时间分布偏离理想流动状况。 　　上述是造成非理想流动的几种常见原因，对一个流动系统可能全部存在，也可能是其中的几种，甚至有其它的原因。 　　二、返混及其对反应过程的影响 　　1、返混：专指不同时刻进入反应器的物料之间的混合，是逆向的混合，或者说是不同年龄质点之间的混合。 　　间歇反应器中不存在返混，虽然存在剧烈的搅拌与混合，但彼此混合的物料是在同一时刻进入反应器的，又在反应器中同样条件下经历了相同的反应时间，因而具有相同的性质、相同的浓度，这是浓度相同的物料之间的混合。 　　返混是连续化后才出现的一种混合现象。理想置换反应器是没有返混的一种典型的连续反应器，而理想混合反应器是返混达到极限状态的一种反应器。 　　非理想流动反应器存在不同程度的返混 　　2、返混对反应过程的影响： 　　（1）返混带来的最大影响是反应器进口处反应物高浓度区的消失或减低。 　　例如对理想混合反应器而言，进口的反应物虽然具有高浓度，但一旦进入反应器内，由于存在剧烈的混合作用，进入的高浓度反应物料立即被迅速分散到反应器的各个部位，并与那里原有的低浓度物料相混合，使高浓度瞬间消失。可见，理想混合反应器中由于剧烈的搅拌混合，不可能存在高浓度区。 　　（2）返混改变了反应器内的浓度分布，使器内反应物的浓度下降，反应产物的浓度上升。但是，这种浓度分布的改变对反应的利弊取决于反应过程的浓度效应。 　　（3）返混是连续反应器中的一个重要工程因素，任何过程在连续化时，必须充分考虑这个因素的影响，否则不但不能强化生产，反而有可能导致生产能力的下降或反应选择率的降低。实际工作中，应首先研究清楚反应的动力学特征，然后根据它的浓度效应确定采用恰当型式的连续反应器。 　　三、降低返混程度的措施 　　1、返混对反应器的意义 　　（1）对反应过程产生不同程度的影响 　　在返混对反应不利的情况下，要使反应过程由间歇操作转为连续操作时，应当考虑返混可能造成的危害。选择反应器的型式时，应尽量避免选用可能造成返混的反应器，特别应当注意有些反应器内的返混程度会随其几何尺寸的变化而显著增强。 　　（2）在工程放大中产生的问题 　　由于放大后的反应器中流动状况的改变，导致了返混程度的变化，给反应器的放大计算带来很大的困难。因此，在分析各种类型反应器的特征及选用反应器时都必须把反应器的返混状况作为一项重要特征加以考虑。 　　2、降低返混程度的措施 　　降低返混程度的主要措施是分割，通常有横向分割和纵向分割两种，其中重要的是横向分割。 　　连续操作的搅拌釜式反应器，其返混程度可能达到理想混合程度。为了减少返混，工业上常采用多釜串联的操作，这是横向分割的典型例子。当串联釜数足够多时，这种连续多釜串联的操作性能就很接近理想置换反应器的性能。 　　流化床中由于气泡运动造成气相和固相都存在严重的返混。为了限制返混，对高径比较大的流化床反应器，常在其内部装置横向挡板以减少返混；而对高径比较小的流化床反应器，则可设置垂直管作为内部构件，这是纵向分割的例子。 　　气液鼓泡反应器，由于气泡搅动所造成的液体反向流动，形成很大的液相循环流量。因此，其液相流动十分接近于理想混合。为了限制气液鼓泡反应器中液相的返混程度，工业上常采用以下措施：放置填料，即填料鼓泡塔，填料不但起分散气泡，增强气液相间传质的作用，而且限制了液相的返混；设置多孔多层横向挡板，把床层分成若干级，尽管在每一级内液相仍然达到全混，但对整个床层来说类似于多釜串联反应器，使级间的返混受到了很大的限制；设置垂直管，既可限制气泡的合并长大，又在一定程度上起到了限制液相返混的作用。

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