停留时间分布实验测定

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1、停留时间分布测定指导教师：曾崇余熊剑琴2006.10.26一.实验目的理解非理想流动中的返混，返混与停留时间的关系学会停留时间分布测定的方法，掌握由测定得到的示踪剂浓度随时间的变化曲线，求取E(t)，F(t)函数及平均停留时间和方差了解方差与返混程度的大小之间关系并会求解非理想流动反应器的模型参数二.连续反应器中的非理想流动2.1反应器中的三种流动模型和特征平推流：无返混全混流：返混最大非理想流动：返混程度介于平推流和全混流之间2.2返混与停留时间分布之间关系反应器中有返混，必定存在停留时间分布，但是相同的停留时间分布可以由不同的返混造成返混不可测定，停留时间分布

2、可以测量由停留时间分布测定可得到E(t)，F(t)函数，可求得t平均和σ2，从而可表示返混大小σ2=0平推流，无返混σ2=1全混流，返混最大0<σ2<1非理想流动三.停留时间分布函数流体微元在反应器中的停留时间的分布是一个随机过程，对于随机过程可藉用两种概率分布来描述流体在系统中的停留时间分布3.2停留时间分布密度函数E(t)3.1停留时间分布函数F(t)在稳定连续流动系统中，同时进入的N个流体微元中，其中停留时间介于0→t之间的流体微元所占的分率3.3F(t)和E(t)的关系在稳定连续流动系统中，同时进入的N个流体微元中，其中停留时间介于t→t+dt的流体微元占

3、的分率，为E(t)dt3.4E(t),F(t)函数特征F(t)t1特点：特点：E(t)F(t)t⑵t→∞E(t)→0t→∞F(t)→1⑴四.停留时间分布的特征值对于随机函数可用两个重要的特征值进行比较4.2方差V→反应器体积Q→流体流量4.1数学期望t平均（平均停留时间）五.两种理想流动的E(t),F(t),t平均,σ25.1平推流(活塞流)tt平均t=t平均E(t)=0E(t)=∞F(t)=0t≥t平均F(t)=1tE(t)t平均5.2全混流F(t)t1E(t)tσ2=1六.非理想流动模型6.1多级混合模型：器

4、中返混与多釜串联相当6.2轴向扩散模型：器中返混与分子扩散相当返混较小：返混较大：7.1脉冲示踪法七.停留时间分布测定方法C(t)t稳定流动后，在反应器入口瞬间注入示踪剂，同时在反应器出口记录示踪剂浓度随时间变化7.2阶跃示踪法tC(t)C(0)稳定流动后，在某瞬间切换成示踪剂，保持切换前后流量相同C(0)：示踪剂浓度八.脉冲示踪法测量停留时间分布应注意的问题流量稳定示踪剂取量准确，并尽快一次注入仪器正确使用，注意校正温度和电极常数九.操作步骤：1）开启高位槽上的水阀，当高位槽出现溢流后打开各流量计待流量稳定。2）调节搅拌转速（1格左右）3）校正温度，校正电极常数

5、4）打开电脑桌面上的RTD软件，输入名字和学号5)取示踪剂（3ML)，进样十.实验教学要求实验前认真阅读实验讲义和反应工程书中相关内容熟悉实验流程和操作认真做实验，争取多动手实验中爱护仪器设备，不喧闹实验结束后，结果要经指导教师认可后，方可结束离开实验室前，做好环境卫生实验报告内容a.实验目的b.实验原理c.画出自己实验的流程图d.附实验记录和结果e.计算轴向扩散模型模型参数f.对实验结果进行讨论，尤其是对比实验