串联流动反应釜停留时间分布测定.doc

科技论文 串联流动反应釜停留时间分布测定 专业名称： 所在班级： 作 者： 指导教师： 串联流动反应釜停留时间分布测定 （齐齐哈尔大学化工094） 一.摘要 1.1中文摘要：本实验是通过实验了解停留时间分布测定的基本原理和实验方法。This experiment is through the experiment about determination of residence time distribution of the basic principle and experimental method. Use of pulse tracing method for the determination of residence time distribution. Observation of tracer material concentration changes with time, utilizing device average residence time, draw the multi reactor series model of residence time distribution density curves. 二、实验目的 1. 熟悉停留时间分布测定的基本原理和实验方法。 2. 掌握停留时间分布的统计特征值的计算方法。 3. 学会用理想反应器的串联模式来描述实验系统的流动特性。 、实验原理 停留时间分布测定所采用的方法主要是示踪响应法。它的基本思路是：在反应器入口以一定的方式加入示踪剂，然后通过测量反应器出口处示踪剂浓度的变化，间接地描述反应器内流体的停留时间。常用的示踪剂加入方式有脉冲输入、阶跃输入和周期输入等。本实验选用的是脉冲输入法。 脉冲输入法是在极短的时间内，将示踪剂从系统的入口处注入主流体，在不影响主流体原有流动特性的情况下随之进入反应器。如此同时，在反应器出口检测示踪剂浓度c(t)随时间的变化。 由概率论知识可知，停留时间分布密度函数E(t)就是系统的停留时间分布密度函数。因此，E(t)dt就代表了流体在反应器内停留时间介于t到t+dt之间的概率。 在反应器出口处测得的示踪剂浓度c(t)与时间t的关系曲线叫响应曲线。由响应曲线就可以计算出E(t)与时间t的关系，并绘出E(t)~ t关系曲线。计算方法是对反应器作示踪剂的物料衡算，即 （1） 式中V表示主流体的流量，Q为示踪剂的加入量。示踪剂的加入量可以用下式计算 （2） 在V值不变的情况下，由（1）式和（2）式求出： (3) 作为数值过程，上式可改写为 (4) 关于停留时间分布的另一个统计函数是停留时间分布函数F(t)，即 （5） 用停留时间分度密度函数E(t)和停留时间分布函数F(t)来描述系统的停留时间，给出了很好的统计分布规律。但是为了比较不同停留时间分布之间的差异，还需要引入另外两个统计特征值，即数学期望和方差。 数学期望对停留时间分布而言就是平均停留时间 ，即 (6) 方差是和理想反应器模型关系密切的参数。它的定义是： （7） 对活塞流反应器 = 0 ；而对全混流反应器 = t2 ；对介于上述两种理想反应器间的非理想反应器可以用多釜串联模型描述。多釜串联模型中的模型参数N 可以由实验数据处理得到的来计算。 (8) 当N为整数时，代表该非理想流动反应器可以用N个等体积的全混流反应器的串联来建立模型。当N为非整数时，可以用四舍五入的方法近似处理，也可以用不等体积的全流反应器串联模型。 、实验步骤 1. 准备工作： 1) 在室温下，配KCl饱和溶液500ml ，取100 ml从釜中拆下电极头，然后把电极头分别插入KCl饱和溶液，把电导仪打到校正档调满刻度，进行电极校正，然后装好电极。 2) 把料液槽中加满水，打开泵进口处阀门，关闭流量计阀门，检查各阀门开关状况，调整到适当的位置。 3) 取 ml 饱和KCl溶液，加入示踪剂加料槽的上层并封好加料口。 4) 检查