实验8连续流动液相体系单釜与多釜串联停留时间分布测定.doc

实验8 连续流动液相体系单釜与多釜串联停留时间分布测定一、实验目的1、掌握脉冲示踪法测定连续流动液相体系单釜与串联釜停留时间分布的实验原理及方法。2、掌握停留时间分布实验曲线的处理方法，并求出停留时间分布密度函数E（t），分布函数F（t）及其特征值平均停留时间和无因次方差t2, 2。3、进一步明确返混的概念以及返混的量化。二、实验原理示踪剂采用KCl水溶液，在反应器入口处瞬间注入一定量的示踪剂，在反应器出口通过电导率测定仪测定离子浓度，以记录仪输出曲线显示峰高，即峰高正比于电导率，电导率又正比于离子浓度。因此，记录仪记录纸上峰高的变化即反映了示踪剂中K+、Cl-浓度的变化。实验可得到如图1，图2的记录曲线。图1 单釜记录曲线 图2 双釜记录曲线由图1和图2所示的脉冲示踪曲线，即可以求出流动条件下单釜与串联釜停留时间分布密度函数E（t）分布函数F（t），平均停留时间，方差t2以及无因次方差2。三、实验装置及流程图2 三釜串连实验装置及流程图SIC-转速调节控制 TRC-温度调节控制 CR-电导测量记录1-调节阀 2-转子流量计 3-反应釜四、实验步骤1、配制一定浓度的KCl水溶液（思考题：浓度配多少较好？）；2、接通自来水，调至一定的流量并稳定片刻，开动电动搅拌；3、用注射器抽取一定量的示踪剂（思考题，抽取多少为好）；4、开动电导仪，记录仪；5、将注射器插入反应器进样口，瞬间快速注入示踪剂；6、待记录仪指针回到基线，停止走纸，改变水流速度继续实验。7、改变釜数，重新进行实验。五、数据记录反应釜上、下体积，水流量，搅拌转速，示踪剂量，走纸速度。六、数据处理1、在图1、图2 所示记录曲线上等时间间隔（t）取n个点（1520个左右），得到几组数据ti-hi（I=1,n）实验次序水流速度（转子流量计刻度）搅拌速率示踪剂量 ml峰区时间 s1232、计算公式平均停留时间： =方差t2: =无因次方差 2 单釜停留时间 多釜串联模型参数 七、思考题1、流体通过反应器的停留时间分布由哪些因素决定？2、本次实验中，示踪剂浓度的配制及量抽取量对停留时间分布曲线测定有何影响？3、预计你的单釜及多釜实验的无因次方差2约多少？4、空时间和平均停留时间有何关系？5、本次实验中，若是关掉电动搅拌，而其条件不变，则所测得的停留时间分布曲线又将怎样，为什么？6、由多釜串联模型参数N，说明计算值N与具体釜数n的差别原因是什么？如何改进？八、主要符号说明t-时间 sE(t)-停留时间密度函数-平均停留时间Hi-峰高 mmt2-方差VR-单釜反应器体积2-无因次方差V0-体积流量 m3/hN-多釜串联模型参数n-实际釜数-单釜停留时间 s