Настоящая работа является продолжением исследований по влиянию перемешивания на протекание химических реакций [1-7]. В серии предыдущих работ было показано, что в случае проведения в аппарате с мешалкой быстрых реакций наблюдается локализация зоны химической реакции вблизи зоны дозирования, размеры этой зоны малы по сравнению с объемом всего реактора и зависят от величины энергии рассеиваемой в единице массы перемешиваемой жидкости [5-6]. В том случае когда в реакторе осуществляются конкурирующие реакции сильно отличающиеся константами скоростей на продолжительность процесса химического превращения существенное влияние оказывают процессы массопереноса. Несмотря на существенное различие в константах скоростей количество реагента, дозируемого в реактор, расходуемого в параллельных реакциях одного порядка. Время в течение которого существуют глобулы содержащие дозируемый реагент исчисляется долями секунды [7]. Это означает, что весь дозируемый в реактор реагент расходуется в пределах зоны реакции.
Все вышесказанное позволяет представить весь объем реактора в виде двух зон. Первая зона – это зона дозирования, которую можно представить как трубы, в которой движется жидкость с диспергированными в ней глобулами дозируемого реагента. Предварительно растворенные в сплошной фазе реагенты за счет массопереноса транспортируются к внешней поверхности глобул. Реагенты быстрой реакции реагируют между собой в зоне близкой к этой поверхности. Реагент медленной реакции попадает во внутрь глобулы и в ее объеме реагирует с дозируемым реагентом. Весь дозируемый реагент расходуется в пределах зоны дозирования.
Вторая зона представляется как своеобразный усреднитель. В его объеме происходит выравнивание концентраций предварительно растворенных реагентов и продуктов реакций. Общение между зонами обеспечивается за счет циркуляционного потока создаваемого перемешивающим устройством. В первую зону поступается не весь циркуляционный поток создаваемый мешалкой, но только его часть. Величина циркуляционного потока поступающего в зону реакции определяется площадью поперечного сечения зоны реакции местной скоростью движения перемешиваемой жидкости через сечение.
Была разработана математическая модель реактора, представляющая собой систему уравнение по каждому участнику событий, вида:
.
Эта система формируется на основе использования законов сохранения субстанции и с применением блочного принципа построения моделей. В эти уравнения в обязательном порядке входят причинно-следственные связи, влияние которых на поведение объекта необходимо исследовать. Система уравнений сохранения дополняется начальными и граничными условиями, набором ограничений на пределы изменения параметром:
.
Подсистема базовых уравнений сохранения дополняется подсистемой уравнений для расчета различных кинетических коэффициентов, входящих в подсистему базовых уравнений, в граничные и начальные условия (константы скоростей химических реакций, коэффициенты массообмена на границе раздела фаз и др.)[9].
Исследуемая система представляет собой химические реакции нейтрализации и омыления этилхлорацетата (ЭХА). Кинетическая схема реакций [8]:
Константы скоростей реакции нейтрализации: 
, м3/моль с, и реакции омыления ЭХА: 
, м3/моль с.
Результаты расчетов показали, что значительное влияние на выход в сложной реакции влияют условия перемешивания. Скорость вращения мешалки оказывает сильной влияние на долю щелочи расходуемой в реакции омыления. Изменение скорости вращения мешалки существенно изменяет величину циркуляционного потока создаваемого перемешивающим устройством. Результаты расчетов показали, что соотношение величины τ представляющей отношение циркуляционного потока к потоку дозирования тоже влияет на выход спирта ψ (см. рисунок). Результаты расчетов удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными работ [8].
Влияние соотношения расходов τ на выход спирта ψ