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实验八内循环反响器无梯度检

验

一、实验目的

采用阶跃激发-响应技术之一的清洗法测定停

留时间分布为手段，对内循环反响器进行无锑度

检验，以便确定实现无涕度的边界操作条件。

通过本实验，掌握一种测定停留时间分布的

实验技术和内循环反响器的无梯度检验方法。同

时，对于内循环反响器的构造原理和反响器的理

想流动模型的实质，无疑会加深理解。

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二、实验原理

内循环气-固相催比反响器相当于一个连续搅拌釜

式反响器。反响器内到达无梯度，也就是流动的气体

在反响器内到达完全返混，即实现了理想的全混流模

型。因此，只要通过测定气体流过反响器的停留时间

分布，确定是否实现了全混流，便可决定反响器是否

到达了无梯度。

测定气体通过反响器的停留时间分布，常用方法

有脉冲激发-响应法和阶跃激发-响应法。阶跃激发-响

应法是在某一瞬时，在反响器入口处。向定态流动的

主气流中突然参加稳定流量的示踪气体。与此同时，

在反响器出口处连续测定主气流中示踪气阵的浓度随

时间的变化。清洗法的操作步骤恰好与上述的阶跃法

相反，即在入口处突然中断主气流中的示踪气体流，

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同时测定出口气体中示踪气体的浓度随时间的变比。

假设反响器实现了全混流，并将测得停留时间分布

曲线用累计停留时间分布函数F〔t〕与时间t的变化关

系曲线来描述。假设气体流过反响器到达了全混流，

那么反响器内各处的浓度必定相等并且与反响器出口

处的浓度完全相同。

将用清洗法测得的停留时间分布实验数据标绘成

InF(t)～t曲线，或者lnF(θ)～θ曲线，即可由曲线

的线性相关性和直线的斜率来检验判断，反响器在该

操作条件下是否已经实现了全混流，亦即反响器内是

否已经实现了浓度和温度无梯度。

本实验以氮气为主流气体，氢气为示踪气体，并采

用热导鉴定器检测反响器出口示踪气体的浓度随时间

的变比关系。

将实验测得的原始数据，按上式换算后，标绘出

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InF(t)～t和InF(θ)～θ关系曲线，根据标绘的曲线

三

、

实

验

装

置

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四、实验要点

1．实验前准备工作

〔1〕调节好氮气和氢气的压力。

〔2〕按参考数据调节氮气流量：

〔3〕待各路流量稳定后，翻开电路箱和计算机电源开关。启动

计算机的主机和显示器，并凋好实验数据采集程序，待用。

2．实验操作步骤

在一定流量下，按以下步骤用清洗法测定停留时间分布：

〔l〕在0—3000转/分范围内，调定搅拌转速。

〔2〕调节示踪气体〔氢气〕的流量。

〔3〕待Umax值稳定不变之后，快速关闭氢气截至阀与此同时在

计算机键盘上按下数据采集指令键〔按S键〕。

〔4〕根据实验需要，按下终止数据采集指令键〔按Q键〕，终

止数据采集。将采集到的这套数据付于文件名后存入待用。

改变搅拌转速，重复上述实验步骤。由此可得在一定流量

下，不同转速时的停留时间分布实验数据。但需要提请注意，

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改变转速后，必须重新检查和调整池平衡和零点。

最后，实验数据采集和处理完毕之后，需按以下步

骤进行停机操作；

〔1〕将搅拌转速调回零点。

〔2〕将桥路工作电流调回至零，并关掉电源开关。

〔3〕关闭各路气体调节阀。

〔4〕关闭电路箱电源开关和计算饥主机与显示器的电

源开关。

3．实验本卷须知：

〔1〕开机时，必须先通气，后通电；关机时，必须

先切断电源，后停止通气。以此保证热导池在有气体

流通状态下运行，防止烧毁热导池。

〔2〕为了保证热导鉴定器的工作性能稳定，在实验前

必须至少稳定运行l小时以上。为保证测定精确，必须

仔细耐心调节池平衡和热导调零。当然，在整个操作

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过程中，必须保持各路