停留时间分布实验测定

停留时间分布实验测定第一页，共十七页，编辑于2023年，星期六一.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第二页，共十七页，编辑于2023年，星期六二.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第三页，共十七页，编辑于2023年，星期六2.2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非理想流动第四页，共十七页，编辑于2023年，星期六三.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第五页，共十七页，编辑于2023年，星期六3.3F(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的流体微元占的分率，为E(t)dt第六页，共十七页，编辑于2023年，星期六3.4E(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第七页，共十七页，编辑于2023年，星期六四.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）第八页，共十七页，编辑于2023年，星期六五.两种理想流动的E(t),F(t),t平均,σ25.1平推流(活塞流)t<t平均tt平均F(t)1t<t平均E(t)=0t>t平均t=t平均E(t)=0E(t)=∞F(t)=0t≥t平均F(t)=1tE(t)t平均第九页，共十七页，编辑于2023年，星期六5.2全混流F(t)t1E(t)tσ2=1第十页，共十七页，编辑于2023年，星期六六.非理想流动模型6.1多级混合模型：器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：第十一页，共十七页，编辑于2023年，星期六7.1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第十二页，共十七页，编辑于2023年，星期六7.2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)：示踪剂浓度第十三页，共十七页，编辑于2023年，星期六八.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第十四页，共十七页，编辑于2023年，星期六九.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)，进样第十五页，共十七页，编辑于2023年，星期六十.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，做好环境卫生第十六页，共十七页，编辑于2023年，星期六实验报告内容

a.实验目的

b.实验原