已知流经管道传输的流体质量为Q(体积流率)和c(浓度)在时间上的积分,且Q和c与时间t的函数关系已知,采用不同的数值积分方法,计算给定时间段内流经管道的流体总质量。
时间: 2023-06-03 17:04:38 浏览: 36
对于这个问题,我可以提供一些建议,但无法直接回答。您可以尝试使用数值积分方法(如梯形法、辛普森法等)来计算给定时间段内流经管道的流体总质量。在实际计算中,应该根据具体情况选择合适的数值积分方法以及合适的步长、误差控制等参数,以获得更精确的结果。
相关问题
、 体系中发生如下一级不可逆反应:A→R。该反应的速率常数k为k为0.6min,物料以1L/s的体 积流率进入体系,组分A的起始浓度为15mol/L。当应用两个反应器进行串联操作时,组 分A在两个反应器的转化率分别达到0.4和0.8。应用先全混流后平推流两个反应器串联所 需总体积为()
这是一个一级不可逆反应,反应速率方程为:
$$r=kC_A$$
其中,$r$为反应速率,$k$为速率常数,$C_A$为物料A的浓度。
在第一个反应器中,组分A的转化率为0.4,则反应物A的浓度为$C_{A1}=15\times(1-0.4)=9\text{mol/L}$。
同理,在第二个反应器中,组分A的转化率为0.8,则反应物A的浓度为$C_{A2}=9\times(1-0.8)=1.8\text{mol/L}$。
对于第一个反应器,反应速率为:
$$r_1=kC_{A1}=0.6\times 9^{0.6}=2.52\text{mol/L·min}$$
第一个反应器的体积为$V_1$,则第一个反应器的进料速率为$Q_1=1\text{L/s}$,反应物A的进料摩尔流率为$F_{A1}=Q_1C_{A0}=15\text{mol/s}$。根据物料平衡可以得到第一个反应器的体积为:
$$V_1=\frac{F_{A1}}{r_1}=\frac{15\text{mol/s}}{2.52\text{mol/L·min}}\times\frac{1\text{min}}{60\text{s}}=0.0996\text{m}^3$$
对于第二个反应器,反应速率为:
$$r_2=kC_{A2}=0.6\times 1.8^{0.6}=0.917\text{mol/L·min}$$
第二个反应器的进料为第一个反应器的出料,摩尔流率为$F_{A2}=F_{A1}-Q_1C_{A1}=6\text{mol/s}$。同理可以得到第二个反应器的体积为:
$$V_2=\frac{F_{A2}}{r_2}=\frac{6\text{mol/s}}{0.917\text{mol/L·min}}\times\frac{1\text{min}}{60\text{s}}=0.110\text{m}^3$$
所以两个反应器的串联总体积为:
$$V=V_1+V_2=0.0996\text{m}^3+0.110\text{m}^3=0.209\text{m}^3$$
因此,应用先全混流后平推流两个反应器串联所需总体积为$0.209\text{m}^3$。
某信号控制交叉口的周期时长为110秒,有效绿灯时间为52秒,在有效绿灯时间内排队的车流以950辆每小时的流率通过,在有效绿灯时间外到达的车辆要停车排队,设上游车辆到达率为380辆每小时,服从泊松分布,求每个周期交叉口能通过 的最大的车辆数,交叉口出现二次排队的概率,评价该交叉口配时的合理程度
根据给定信息,可以计算出每个周期内有效红灯时间为110-52=58秒。
每个周期内能通过的最大车辆数 = 有效绿灯时间内通过的车辆数 + 有效红灯时间内通过的车辆数。
有效绿灯时间内通过的车辆数 = 52秒 × 950辆/小时 ÷ 3600秒/小时 = 13.67辆。
有效红灯时间内通过的车辆数 = 58秒 × 380辆/小时 ÷ 3600秒/小时 = 6.11辆。
因此,每个周期内能通过的最大车辆数为 13.67+6.11=19.78辆。但实际上,每个周期内能通过的车辆数应该取整数,即最大通过车辆数为19辆。
交叉口出现二次排队的概率 = 有效绿灯时间外到达的车辆数/每个周期内通过的车辆数。
有效绿灯时间外到达的车辆数 = (110-52)秒 × 380辆/小时 ÷ 3600秒/小时 = 6.44辆。
因此,交叉口出现二次排队的概率为 6.44/19=0.34。
评价该交叉口配时的合理程度,需要根据实际情况进行综合评价。但从计算结果来看,该交叉口的配时方案可能存在一定问题,因为每个周期内能通过的最大车辆数为19辆,而有效绿灯时间内到达的车辆数为13.67辆,说明该交叉口的通行能力可能存在瓶颈。建议在实际应用中,结合交通流量、车辆类型、道路宽度、行车速度等因素进行优化,以提高交叉口的通行效率。