反应器设计的四类基本方程（反应动力学模型）

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微生物反应动力学模型包括以下几种：Monod模型：最基本的微生物反应动力学模型，描述了微生物在单一有机底物的情况下的生长和代谢过程。Haldane模型：将底物抑制和底物限制的影响考虑在内，更加贴近实际情况。

按化学反应的不同特点和不同的应用要求，常用的动力学模型有：从实用角度出发，不涉及反应机理，以较简单的数学方程式对实验数据进行拟合，通常用幂函数式表示。

d[C]/dt=-K[C]，其数学模型为微分方程为dx/dt=-kx。二级动力学方程本身属于动力学范畴，是研究反应速率与反应物浓度的关系，应用于达到平衡的过程中。

所谓酶催化反应动力学模型，也城为动力学机理，是描述酶怎样与其底物和产物结合而形成中间物的方程式。

在连续搅拌反应器（Continuous Stirred-Tank Reactor，CSTR）中进行反应时，反应速率为-rA=KCA^2，表示反应物A的浓度对反应速率的影响是二级反应。CSTR是一种理想的混合反应器，其中反应物在反应器中被均匀混合。

热力学的四个基本方程是：热力学第一定律：能量守恒，即系统内能量的变化等于所吸收热量与所做功的代数和。范德瓦尔斯状态方程：用于描述气体的状态，包括压强、体积和温度之间的关系。

力平衡方程是最基础的静力学方程，用来描述物体受到力的影响。它具有简单明了的思想，各部分力应该可以抵消，从而使物体处于静止状态。牛顿第二定律是运动学中最基本的方程，给出了加速度、速度和质量之间的关系。

若未受扰动的某点O压力为，由伯ppA o努利方程可得u测出与的差值，即可算出流速。据此原理计设的测速装置，称测速器，又称毕托管。

最大反应速率可以用数学模型进行描述。其中，米氏方程是描述最大反应速率的著名公式之一。米氏方程指出，最大反应速率与反应物的浓度成正比，同时受到一个常数Km的制约。

若a=b c，平衡不移动，转化率不变。若ab c，平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大。此时的平衡与原平衡不再是等效平衡。

物料衡计算法。串联反应器是化学反应工程中的基本反应器类型，可以使用物料衡计算法来计算底物转换率。转化率是指某一定时间内有多大比例的底物转化成了产物。

例如合成氨，氢气和氮气被送入合成塔，在对应的条件下，有一个平衡转化率，这个数是比较稳定的。而收率看的是单位的氨需要消耗多少的氢气氮气，然后按照实际的利用率来计算的。

对同一反应在相同条件下，达到相同转化率，全混釜反应器所需有效体积最大的原因是：这种反应器需要满足所有反应物在时间和空间上的均匀混合，这就需要较大的反应体积来保证。

反应器的容积效率η为反应时间t与空时τ之比。容积效率是对同一等温等容反应过程，在相同产量、相同转化率、相同初始浓度和温度下，平推流反应器和全混流反应器所需有效体积之比。

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