实验八连续流动反应器中的返混测定

.实验八连续流动反响器中的返混测定目的及任务1.1.实验目的认识全混釜和多釜串连反响器的返混特征；掌握利用电导率测定逗留时间散布的基来源理和实验方法；认识逗留时间散布与多釜串连模型的关系；认识模型参数n的物理意义及计算方法。1.2.实验任务用脉冲示踪法测定单反响釜逗留时间散布，确立返混程度；用脉冲示踪法测定三反响釜串连系统的逗留时间散布，确立返混程度；2.基来源理在连续流动的釜式反响器内，强烈的搅拌使得反响器内物料发生混淆，反响器出口处的物料会返回流动与进口处物料混淆，形成空间上的返混；为限制空间返混的发生程度，往常从几何空间大将一个反响釜分红多个反响釜，能够使返混程度降低。在连续流动的釜式反响器内，不一样逗留时间的物料之间的混淆形成时间上的返混。返混程度的大小，一般很难直接测定，往常是利用物料逗留时间散布的测定来研究。但是测定不同状态的反响器内逗留时间散布时，我们能够发现，相同的逗留时间散布能够有不一样的返混状况，即返混与逗留时间散布不存在一一对应的关系，所以不可以用逗留时间散布的实验测定数据直接表示返混程度，而要借助于反响器数学模型来间接表达。逗留时间散布的测定方法有脉冲法，阶跃法等，常用的是脉冲法。当系统达到稳固后，在系统的进口处瞬时注入必定量Q的示踪物料，同时开始在出口流体中检测示踪物料的浓专业资料.度变化。由逗留时间散布密度函数的物理含义及物料衡算，可知QftdtVCtdt(1)示踪剂加入量切合QVCtdt(2)0由（1）与（2）可得逗留时间散布密度函数VCtCtft(3)VCtdtCtdt00因而可知ft与示踪剂浓度Ct成正比。所以，本实验顶用水作为连续流动的物料，以饱和KCl作示踪剂，在反响器出口处检测溶液电导值。在必定范围内，KCl浓度与电导值L成正比，则可用电导值来表达物料的逗留时间变化关系，即ftLt，这里LtLtL，Lt为t时刻的电导值，L∞为无示踪剂时电导值。逗留时间散布密度函数ft在概率论中有二个特点值，即均匀逗留时间（数学希望）t和方差t2。t与t2的表达式为：tCtdtttftdt0(4)0Ctdt02t2ftdtt2ftdtt2（5）t0t0采纳失散形式表达，并取相同时间间隔t,则：ttCtttLt(6)CttLt2t2Ctt2t2Ltt2（7）tCtLt若用无因次对照时间来表示，即＝tt，无因次方差22t2。＝t专业资料.在测定了一个系统的逗留时间散布后，怎样来评介其返混程度，则需要用反响器模型来描绘，这里我们采纳的是多釜串连模型。所谓多釜串连模型是将一个实质反响器中的返混状况作为与若干个全混釜串连时的返混程度等效。这里的若干个全混釜个数n是虚构值，其实不代表反响器个数，n称为模型参数。多釜串连模型假设每个反响器为全混釜，反响器之间无返混，每个全混釜体积相同，则能够推导获得多釜串连反响器的逗留时间散布函数关系，并获得无因次方差2与模型参数n存在关系为n1（8）2当n1，21，为全混釜特点；当n，20，为平推流特点；这里n是模型参数，是个虚构釜数，其实不限于整数。装置和流程电导率显示屏搅拌器速率旋钮及速率指示示踪专业资料示剂示电源显踪注关开关开剂入口注.操作重点4.1.准备工作示踪剂饱和氯化钾溶液400ml以上（瓶装）；2.500ml烧杯2个，将瓶中饱和氯化钾上清液当心倒入烧杯中约200ml（半杯），尽量防止倒入氯化钾结晶；5ml注射器4只，两用两备，7号注射器针头4只，两用两备；熟习流量计与流量控制，搅拌器与转速调理操作；熟习注射器进样操作，使用清水模拟操作；熟习“单釜”与“三釜”计算机数据收集系统的操作，操练“开始—结束—保留—打印”。专业资料.4.2.实验步骤1.通水，开启水开关，让水注满反响釜，调理进水流量为15L/H，保持流量稳固。通电，开启电源开关。1）翻开计算机数据收集系统，设定参数值，经过点击图形地区，可进行“单釜”与“三釜”显示页面的切换；2）开电导仪，调整好，以备丈量；（3）开动搅拌器，搅拌转速决定了混淆状态，单釜转速应控制在150r/min左右，三釜转速应大于300r/min左右。3.待系统流量稳固后，用注射器快速注入示踪剂KCl饱和溶液，同时按计算机数据收集系统的“开始”键，记录电导率随时间变化轨迹；当计算机画面显示的电导率值在2min内察觉不到变化时，即以为终点己到，按“结束”键，同时保留并打印结果。封闭仪器，电源，水源，排清釜中料液，实验结束。4.3.注意事项整个实验过程，要注意控制流量稳固；2.示踪剂饱和KCl溶液需一次快速注入（比如1-3秒以内）；用注射器抽取饱和KCl溶液时，注意不要抽究竟层KCl结晶，免得拥塞针头；假如针头拥塞，切勿强推注入，而应拔出重做；一旦失误，应当等示踪剂出峰所有走平后重做，或在老师指导下，把水所有排放后置换清水重做。专业资料.报告要求5.1.实验数据办理专业资料.专业资料.数据办理结果三釜单釜序号T*L1T*L2T*L3T2*L1T2*L2T2*L3T*LT2*L258.944专业资料.271.70614.9720.572724.828568.93621.6630.3451062.075394.6234.5993.5915393.341972.143204.68742.9002230.8004112.57457.44211.8588668.1984423.034913.06656.0003920.0005122.68882.65621.40811778.057934.9762055.16866.2945767.5786127.65104.76535.99514679.7512047.984139.42577.1758103.3757129.176126.6355.20817309.5816968.427397.87283.69210210.4248129.591145.96272.82819827.4222332.1911142.6890.86012720.4009125.388162.5497.69621566.7427956.8816803.7196.71215183.78410121.92178.176120.19223408.6434209.7923076.86105.00018375.00011114.995189.056139.68224263.9539890.8229472.9110.78421270.52812110.17198.95161.6925339.145758.537188.7114.45024034.50013103.584205.923180.52525792.4251274.8344950.73118.72126949.6671493.8209.844203.94825138.456238.1954658.06118.82529112.1251586.674205.205222.99924875.4458893.8464000.71120.78231644.8841671.829199.872265.80224924.6669355.5892233.29125.37039491.5501752.096177.452282.86521203.0772222.96115126.1130.25748064.8331842.964162.516294.2120064.1975894.97137396.1125.33452890.9481937.944133.858292.48519996.4970543.17154139.6117.80055955.0002030.524116.813272.36817917.5968569.23159880112.67759606.1332124.624100.44255.9615956.3565085.12165862.1104.17860631.5962224.07283.544228.68417042.9859149.15161908.3104.77566532.1252319.256.832204.28814745.643646.98156893.299.90568834.545专业资料.2415.73245.54171.39613026.137707.12141915.992.75068820.5002513.3232.856153.62411828.1629176.13136418.187.56069697.760264.7425.596131.7724493.5224265.01124919.985.74972800.901276.04823.184120.966096.38423369.47121927.775.76868342.736283.20416.0279.0323421.87217109.3684406.1854.49252094.352294.5127.89662.045089.5368906.68869981.1248.43248867.888302.3768.31646.3322822.6889879.40855042.4241.41843985.916SUM1938.3243108.9564190.084450166.5105537921740782654.2371087460.867T均匀方差无因次方差N单釜210.8441929.30.943241.06018三釜1125.02913405.140.8575311.166138三釜2225.499125699.040.5053911.978667三釜3368.100155495.650.4095692.441592数据计算（以单釜数据计算为例）计算基准：1.102L=V-1.102均匀逗留时间：tCtttLttCtt=2654.237/12.589=210.84SLt2t2Ctt2t2Lt2=1087460.867/12.589-210.842=41929.3方差：tCttLt无所以方差：2＝t2t2=41929.3/210.842=0.94324专业资料.模型参数N：n12=1/0.94324=1.060185.2.实验结果议论计算出单釜与三釜系统均匀逗留时间，并与理论值比较，剖析误差原由；计算T均匀理论T单釜210.84307釜一125.029151釜二225.4991299釜三368.1001464由上表所示，能够看出由失散法计算出的结果与计算机给出的结果有较大误差。主要原因有两个：其一是算法所致。计算机计算所用方法近似为积分法，而数据办理所用为失散法；其二是所用数据选用间隔较大，数据颠簸值相同较大，同时数据点未能正确标出峰值。计算模型参数n，议论二种系统的返混程度大小，并比较与实质反响釜级数的差别；计算模型参数理论模型参数单釜1.060181.50三釜11.1661381.15三釜21.9786672.28三釜32.4415923.69由上表可知，单釜模拟参数计算值小于理论值，三釜1模拟参数计算值大于理论值，三釜2、三釜3小于理论值。思虑题何谓返混？返混的因由是什么？专业资料.答：返混是指在装置内向某一方向流动的流体收到某种影响（如挡板或搅拌器的作用）后，此中一部分流体发生反向流动并在流道