综合实验——停留时间分布综合实验报告VIP专享

停留时间分布综合实验报告停留时间分布综合实验一、实验目的 1.掌握用脉冲示踪法测定停留时间分布及数据处理方法； 2.了解和掌握停留时间分布函数的基本原理； 3.了解停留时间分布与模型参数的关系；4.了解多级混本实验通过单釜、多釜及管式反应器中停留时间分布的测定，将数据计算结果用多釜串联模型来定量返混程度，从而认识限制返混的措施和釜、管式反应器特性； 5.了解和掌握模型参数 N 的物理意义及计算方法。二、实验原理 在连续流动反应器中，由于反应物料的返混以及在反应器内出现的层流，死角，短路等现象，使得反应物料在反应器中的停留时间有长有短，即形成停留时间分布，影响反应进程和最终结果。测定物料的停留时间分布是描述物料在反应器内的流动特性和进行反应器设计计算的内容之一。 停留时间分布可以用停留时间分布密度函数 E(t)和停留时间分布函数 F(t)来表示，这两种概率分布之间存在着对应关系，本实验只是用冲脉示踪法来测定 E(t)，利用其对应关系也可以求出 F(t)来。函数 E(t)的定义是：在某一瞬间加入系统一定量示踪物料，该物料中各流体粒子将经过不同的停留时间后依次流出，而停留时间在 [t，t+dt]间的物料占全部示踪物料的分率为 E(t)dt。根据定义 E(t)有归一化性质： (1)E(t)可以用其他量表示为 E(t )=(Q0/ M )⋅c(t ) (2) 其中：Q0 主流体体积流量，M 为示踪物量，c(t)为 t 时刻流出的示踪剂浓度。 对停留时间分布密度函数 E(t)有两个重要概念，数学期望t¿和方差σ t2，它们分别定义为 E(t)对原点的一次矩和二次矩。 当实验数据的数量大，且所获样品是瞬间样品，即相应于某时刻 t 下的样品，则： t−=∑i=1Nti E(ti) Δti∑i=1NE(ti)Δti=∑i=1Ntic Ai Δti∑i=1Nc Ai Δti (3) σ t2=∑i=1Nt i2 E(t i) Δti∑i=1NE(ti) Δti−t 2=∑i=1Nt i2c Ai Δti∑i=1Nc Ai Δti−t 2 (4)式中△ti 是两次取样时间，若等时间间隔取样， t−=∑i=1Nti cAi∑i=1Nc Aiσt2=∑i=1Nti2c Ai∑i=1Nc Ai−t 2 (5)对恒容稳定流动系统有： t−=V Rv0=τ (6)为了使用方便，常用对比时间θ= tτ 来代换 t，经这样变换后，有以下关系： E(θ)=τE(t ) (7) σ θ2= σ t2τ2 (8)对全混流σ θ2=1 ，对活塞流σ θ2=0，对一般情况0<σθ2<1。用无因次σ θ2来评价反应器内的流动状态比较方便，一般可将实际反应器当做多级串联釜式反应器加以描述，并认为...