Chúng tôi sử dụng các dữ liệu nhập vào hàm truyennhiet.m sau: + Thể tích phản ứng VR: 120 (L)
+ Đường kính thiết bị phản ứng DR: 0,5 (m)
+ Đường kính cánh khuấy L: 0,4 (m)
+ Tốc độ khuấy N: 60 (vòng/s)
+ Nhiệt độ dòng nguyên liệu vào Tf: 25 (oC) + Nhiệt độ phản ứng T: 60 (oC)
+ Tỷ lệ mol metanol : dầu trong nguyên liệu r: 6 + Tốc độ thể tích của hỗn hợp đi vào vV: 2 (L/phút)
+ Đường kính xoắn của ống xoắn DX: 0,45 (m)
+ Đường kính ngồi của ống do: 0,012 (m)
+ Đường kính trong của ống di: 0,01 (m)
+ Lưu lượng dòng nước đi vào ống xoắn G: 0,05 (kg/s)
Kết quả sự biến thiên nồng độ các chất theo thời gian trong thiết bị
khuấy liên tục được biểu diễn như hình dưới. Phổ nồng độ này khớp với phổ nồng độ các chất khi tính tốn động học của phản ứng trong thiết bị khuấy
gián đoạn.
Hình 3.19. Dữ liệu xác định điểm hoạt động ổn định trong thiết bị CSTR
Matlab cũng đưa ra các kết quả sau:
+ Lượng nhiệt cần cấp để duy trì phản ứng ở 60oC: Q = 1949,4 (W) + Chênh lệch nhiệt độ giữa hai môi chất: ΔTlm = 3,9678 (oC)
+ Nhiệt độ dòng nước vào hệ thống: T1 = 70,2766 (oC) + Nhiệt độ dòng nước ra khỏi hệ thống: T2 = 60,9892 (oC)
Như vậy với các điều kiện tiến hành phản ứng như trên thì dịng nước
đi vào cần có nhiệt độ là 70,2766oC để duy trì phản ứng ở 60oC trong 60 phút, dòng nước đi ra khỏi hệ thống xấp xỉ 61oC (lớn hơn nhiệt độ phản ứng là
60oC) nên mơ hình tính tốn là hợp lý. Lượng nhiệt cần cung cấp là 1949,4W tương đương với khoảng 2 số điện.
Nếu thay đổi điều kiện phản ứng như tăng lưu lượng dòng nước đi vào từ 0,05 kg/s lên 0,5 kg/s thì thời gian lưu của một đơn vị thể tích nước trong
thiết bị giảm nên:
+ Nhiệt độ dòng nước vào: T1 = 63,8898 (oC) + Nhiệt độ dòng nước ra: T2 = 62,9611 (oC)
Thấy rằng nhiệt độ dòng nước đi vào thấp hơn khi lưu lượng dịng nước là 0,5 kg/s. Như vậy có thể tiết kiệm được năng lượng cần đun nước từ nhiệt
độ phịng lên 64oC thay vì đun tới 70oC. Đồng thời nhiệt độ dòng nước đi ra là 63oC cao hơn 61oC nên khi dịng nước hồi lưu lại tốn ít nhiệt năng lượng hơn
để chuyển từ 63oC lên 64oC hơn từ 61oC lên 70oC.
Nếu giảm lưu lượng dòng nước đi vào từ 0,05 kg/s xuống 0,005 kg/s thì thời gian lưu của một đơn vị thể tích nước trong thiết bị tăng dẫn tới cần tăng nhiệt độ của dịng nước vào để duy trì nhiệt độ phản ứng:
+ Nhiệt độ dòng nước vào: T1 = 152,8748 (oC) + Nhiệt độ dòng nước ra: T2 = 60,0004 (oC)
Nhiệt độ sôi của nước là 100oC. Nếu bơm nước vào với lưu lượng như trên thì nhiệt độ nước phải là 153oC vì vậy cần thiết bị tạo nhiệt phức tạp hơn.
Nếu thay đổi tốc độ khuấy lên 180 vòng/s (gấp 3 lần tốc độ ban đầu) và giữ nguyên các điều kiện phản ứng khác thì:
+ Lượng nhiệt cần cấp để duy trì phản ứng ở 60oC là 1949,4 W, khơng
đổi so với điều kiện tiến hành trên.
+ Nhiệt độ dòng cấp vào và ra lần lượt là 69,5oC và 60,21oC, không chênh lệch so với kết quả thu được ở điều kiện phản ứng trên.
Kết quả này phù hợp với kết quả ở Mục 3.1 là tốc độ khuấy trộn chỉ ảnh hưởng chính tới giai đoạn ban đầu của phản ứng, khi phản ứng đạt trạng
thái cân bằng thì chịu ảnh hưởng chính bởi nhiệt độ.
Tương tự khi thay đổi các điều kiện tiến hành phản ứng khác cũng ảnh hưởng tới việc kiểm soát nhiệt độ tiến hành phản ứng.
Như vậy mô hình trên có thể dự đốn được giới hạn của các điều kiện
tiến hành phản ứng từ đó kiểm soát tốt nhiệt độ cũng như năng lượng cần
cung cấp cho phản ứng nhằm đạt yêu cầu mong muốn như độ chuyển hóa,
lượng sản phẩm,…