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化学反应工程的基本原理讲解在我们的日常生活和工业生产中，化学反应无处不在。
从厨房里的食物烹饪，到工厂里大规模的化工生产，化学反应都在发挥着关键作用。
而化学反应工程就是研究这些反应如何在工业规模上进行，以实现高效、安全和经济的生产。
化学反应工程的核心在于理解和控制化学反应的速率和选择性。
让我们先来谈谈反应速率。
反应速率简单来说，就是化学反应进行的快慢。
它可以用单位时间内反应物的减少量或生成物的增加量来表示。
比如说，在一个合成氨的反应中，如果我们能知道每秒钟有多少氮气和氢气转化成了氨气，这就是反应速率。
影响反应速率的因素有很多。
首先是反应物的浓度。
一般来说，反应物浓度越高，分子之间碰撞的机会就越多，反应速率也就越快。
就像在拥挤的人群中，两个人相遇的机会会比在空旷的地方大得多。
温度也是一个重要因素。
温度升高，分子的运动速度加快，能量增加，更容易发生有效碰撞，从而加快反应速率。
就好像把一群人变得更加活跃，他们之间交流和互动的频率也会提高。
催化剂在化学反应中也起着至关重要的作用。
催化剂能够降低反应的活化能，使反应更容易进行，而自身在反应前后的质量和化学性质不变。
比如说汽车尾气处理中的催化转化器，它能让有害气体在催化剂的作用下转化为无害物质，减少对环境的污染。
接下来我们聊聊反应选择性。
反应选择性指的是在一个复杂的反应体系中，我们希望得到的产物占总产物的比例。
在实际的化学反应中，往往会同时发生多个反应，生成多种产物。
而我们的目标是尽可能让主要反应发生，减少副反应的发生，以提高目标产物的收率和纯度。
为了实现良好的反应选择性，我们需要对反应条件进行精确控制。
比如在一个有机合成反应中，通过调整反应温度、压力、溶剂等条件，可以改变反应的路径和产物分布。
此外，选择合适的催化剂也能显著提高反应的选择性。
在化学反应工程中，还需要考虑反应器的类型和设计。
不同的反应需要不同类型的反应器来实现最佳的反应效果。
常见的反应器类型有间歇式反应器、连续式反应器和半连续式反应器。
化学工程与工艺专业实验讲义化工学院2014年改编实验一双驱动搅拌器测定气液传质系数气液传质系数是设计计算吸收塔的重要数据。
工业上应用气液传质设备的场合非常多，而且处理物系又各不相同，加上传质系数很难完全用理论方法计算得到，因此最可靠的方法就是借用实验手段得到。
测定气液传质系数的实验设备多种多样，而且都具有各自的优缺点。
本实验所采用的双驱动搅拌吸收器不但可以测定传质系数，而且可以研究气液传质机理。
本实验的目的是通过了解双驱动搅拌吸收器的特点，明暸该设备的使用场合以及测定气液传质系数的方法，进而对气液传质过程有进一步的了解。
一、实验目的：1. 了解和掌握气液传质过程的一般原理和流程；2.了解和掌握双驱动搅拌器测定气液传质系数设备的操作方法二、实验原理:气液传质过程中由于物系不同，其传质机理可能也不相同，被吸收组分从气相传递到液相的整个过程决定于发生在气液界面两侧的扩散过程以及在液相中的化学反应过程，化学反应又影响组分在液相中的传递。
化学反应的条件、结果各不相同，影响组分在液相中传递的程度也不同，通常化学反应是促进了被吸收组分在液相中的传递。
或者将这个过程的传质阻力分成气膜阻力与液膜阻力，就需要了解整个传质过程中哪一个是传质的主要阻力，进而采取一定的措施，或者提高某一相的运动速度，或者采用更有效的吸收剂，从而提高传质的速率。
气膜阻力为主的系统、液膜阻力为主的系统或者气膜阻力与液膜阻力相近的系统在实际操作中都会存在，在开发吸收过程中要了解某系统的吸收传质机理必须在实验设备上进行研究。
双驱动搅拌吸收器的主要特点是气相与液相搅拌是分别控制的，搅拌速度可以分别调节，所以适应面较宽。
可以分别改变气、液相转速测定吸收速率来判断其传质机理，也可以通过改变液相或气相的浓度来测定气膜一侧的传质速率或液膜一侧的传质速率。
测定某条件下的气液传质系数必需采取切实可行的方法测出单位时间单位面积的传质量，并通过操作条件及气液平衡关系求出传质推动力，由此来求得气液传质系数。
化学反应工程讲义郭锋第一章绪论1.1化学反应工程学的范畴和任务概念：化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学。
既以化学反应作为对象，就必须要掌握这些化学反应的特性；它又以工程问题为其对象，那就必须熟悉装置的特性，并把这两者结合起来形成学科体系。
化学热力学反应工程对这方面的要求，主要是确定物系的各种物性常数（如热容、反应热、压缩因子）等等。
反应动力学动力学是专门阐明化学反应速率（包括主反应及副反应）与各项物理因素（如浓度、温度、压力及催化剂等）之间的定量关系的。
催化剂催化剂的问题一般以为属于化学或工艺的范畴，但实际上牵涉到许多工程上的问题。
如粒内的传热、微孔中的扩散、催化剂中活性组份的有效分布、催化剂扩大制备时各阶段操作条件对催化剂活性结构的影响、催化剂的活化和再生等等。
反应过程的分析、反应技术的开发和反应器的设计化学反应工程学的知识应能用于：（1）改进和强化现有的反应技术和设备，挖掘潜力，降低消耗，提高效率。
（2）开发新的技术和设备。
（3）指导和解决反应过程开发中的放大问题。
（4）实现反应过程的最优化。
（5）不断发展反应工程学的理论和方法。
1.2 化学反应工程的基本方法在化学反应工程中，数学模型主要包括下列一些内容：（1）动力学方程式（2）物科衡算式（3）热量衡算式（4）动量衡算式（5）参数计算式1.3化学反应工程的学科体系和编排化学反应过程按操作方法可以分：1.分批（或称间歇）式操作2.连续式操作3.半分批（或称半连续）式操作表1-3-1 反应器的型式与特性第二章均相反应的动力学基础2.1基本概念与术语均相反应动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率，反应产物分布的影响，并确定表达这些影响伊苏与反应速率之间定量关系的速率方程。
2.1-1 化学计量方程一个由S个组份参与的反应体系，其计量方程可写成：a1A1+ a2A2+……+ asAs=0s或∑aiAi=0i=1式中：Ai表示i组份；ai为组份的计量系数。
实验一反应精馏合成乙酸乙酯一实验目的1 了解反应精馏过程原理及适用场合.2 掌握反应精馏装置的操作方法和反应精馏研究方法。
3 了解反应精馏与常规精馏的区别。
4 学会用色谱-热导检测器分析塔内物料浓度组成。
二实验原理反应精馏法是将化学反应过程与精馏分离过程同时进行生产产品的操作。
由于物理过程与化学过程同时存在，使过程更加复杂。
（1）对可逆平行反应，通过精馏将反应产物中的高沸物或低沸物连续的从系统中排出，可使总转化率超过平衡转化率，大大提高生产效率。
（2）对于异构体混合物分离比较困难时，若其中的某组分能发生化学反应并生成沸点不同的物质，就可以加以分离。
本实验用乙酸、乙醇为原料，加入少量浓硫酸为催化剂通过反应精馏合成乙酸乙酯。
边反应边将乙酸乙酯分离出来，提高乙酸的转化率。
操作方式：间歇过程；塔釜连续进料过程；塔身某处连续进料过程。
产物分析方法：采用色谱-热导检测分析，色谱工作站处理。
GDX分离柱(φ3mm，L 2m) , 柱温110度，汽化温度130度，检测温度120度；载气压力0.04Mpa；桥流100mA.出峰的先后顺序为：H2O , CH3CH2OH , CH3COOH ,CH3COOC2H5.它们的摩尔校正因子分别为：3.03, 2.09, 1.39, 0.91。
三实验装置与试剂反应精馏装置一套，直径20mm, 内装填料，可自动加热、保温、回流控制。
操作过程见说明书。
无水乙醇200mL ；含浓硫酸0.3%(wt)的冰乙酸200mL.四实验步骤1 配置1：1.3（mol）酸醇混合液250mL，加入到塔釜中。
并用色谱准确测其组成。
2 开启色谱-热导检测分析仪及色谱工作站，按分析方法操作。
3 通冷却水，接通电源。
按操作说明书对反应精馏装置加热升温，并开启保温电流。
待塔顶有液体出现时，全回流30分钟。
以微量注射器在塔身不同高度取样口取样分析，作出塔内各组分的浓度分布曲线。
4 开启回流比3：1 ，塔顶开始出产品。
实验一反应精馏合成乙酸乙酯一实验目的1 了解反应精馏过程原理及适用场合.2 掌握反应精馏装置的操作方法和反应精馏研究方法。
3 了解反应精馏与常规精馏的区别。
4 学会用色谱-热导检测器分析塔内物料浓度组成。
二实验原理反应精馏法是将化学反应过程与精馏分离过程同时进行生产产品的操作。
由于物理过程与化学过程同时存在，使过程更加复杂。
（1）对可逆平行反应，通过精馏将反应产物中的高沸物或低沸物连续的从系统中排出，可使总转化率超过平衡转化率，大大提高生产效率。
（2）对于异构体混合物分离比较困难时，若其中的某组分能发生化学反应并生成沸点不同的物质，就可以加以分离。
本实验用乙酸、乙醇为原料，加入少量浓硫酸为催化剂通过反应精馏合成乙酸乙酯。
边反应边将乙酸乙酯分离出来，提高乙酸的转化率。
操作方式：间歇过程；塔釜连续进料过程；塔身某处连续进料过程。
产物分析方法：采用色谱-热导检测分析，色谱工作站处理。
GDX分离柱(φ3mm，L 2m) , 柱温110度，汽化温度130度，检测温度120度；载气压力0.04Mpa；桥流100mA.出峰的先后顺序为：H2O , CH3CH2OH , CH3COOH ,CH3COOC2H5.它们的摩尔校正因子分别为：3.03, 2.09, 1.39, 0.91。
三实验装置与试剂反应精馏装置一套，直径20mm, 内装填料，可自动加热、保温、回流控制。
操作过程见说明书。
无水乙醇200mL ；含浓硫酸0.3%(wt)的冰乙酸200mL.四实验步骤1 配置1：1.3（mol）酸醇混合液250mL，加入到塔釜中。
并用色谱准确测其组成。
2 开启色谱-热导检测分析仪及色谱工作站，按分析方法操作。
3 通冷却水，接通电源。
按操作说明书对反应精馏装置加热升温，并开启保温电流。
待塔顶有液体出现时，全回流30分钟。
以微量注射器在塔身不同高度取样口取样分析，作出塔内各组分的浓度分布曲线。
4 开启回流比3：1 ，塔顶开始出产品。
连续均相管式循环反应器中的返混实验一、实验目的在工业生产上，对某些反应为了控制反应物的合适浓度，以便控制温度，转化率和收率，同时需使物料在反应器内有足够的停留时间，并具有一定的线速度，而将反应物的一部分返回到反应器的进口，使其与新鲜的物料混合再进入反应器进行反应，对于这种反应器循环比与返混之间的关系就需通过实验来测定，此研究是很有现实意义的。
本实验通过用管式循环反应器来研究不同循环比下的返混程度。
掌握用脉冲法测停留时间分布的方法。
改变不同的条件观察分析管式循环反应器中流动特征，并用多釜串联模型计算参数N 。
二、实验原理在实际连续操作的反应器内由于各种原则，反应器内流体偏离理想流动而造成不同程度的逆向混合，称为返混。
通常利用停留时间分布的测定方法来研究反应器内返混程度，但这两者不是完全对应的关系，即相同的停留时间分布可以由不同的流动情况而造成，因此不能把停留时间分布直接用于描述反应器内的流动状况。
而必须借助于较切实际的流动模型，然后由停留时间分布的测定求取数学期望，方差，最后求取模型中的参数。
停留时间分布的表示方法有二种，一种称为分布函数，()F t =。
其定义是：()10E F t dt =⎰ 即流过系统的物料中停留时间小于t 的（或说成停留时间介于0—t 之间的）物料的百分率。
另一种称为分布密度E()t 。
其定义即在同时进入的N 个流体粒子中其中停留时间介于t t dt +和间的流体粒子所占的分率/dN N 为E()t dt 。
E()()t F t 和之间关系()E()dF t t dt= 停留时间分布的测定方法是多种多样的。
其中脉冲法最为简单。
即当被测定的系统达到稳定后，在系统入口处瞬时注入，定量的示踪剂，同时开始在出口流体中检测示踪物的浓度变化。
（本实验用电导仪来检测示踪物的浓度变化，因浓度与电导成正比关系，示踪剂为强电解质）。
所以可得停留时间分布密度E()t 的关系，可求得平均停留时间τ 和停留时间分布的离散度2t σ E()E()t t t t t τ∆=∆∑∑ 222E()E()t t t t t t στ∆=-∆∑∑ 同样，无因次方差为：2212θσστ=，以N 表示虚拟釜数，则21N θσ=，可以求取模型参数N 。
《生物反应工程》实验讲义及实验报告班级：学号：姓名：成绩：实验一 游离酶与固定化酶酶学性质比较实验目的：掌握测定酶动力学参数的实验方法，作图法计算酶动力学参数，掌握固定化酶的方法，以及固定化酶后动力学参数的变化。
实验原理：要建立一个完整的酶动力学方程，必须要通过动力学实验确定其动力学参数。
对M —M 方程，就是要确定r max 和K m 值。
但直接应用M —M 方程求取动力学参数所遇到的主要困难在于该方程为一非线性方程。
为此常将该方程加以线性化，通过作图法直接求取动力学参数。
通常有下述几种作图方法。
Lineweaver —Burk 法(简称L-B 法)。
将M —M 方程取其倒数得到下式：sr m sC K r r 111maxmax+=(1)以1／r s 对1／C s 作图可得一直线，该直线斜率为K m ／r max ，直线与纵轴交于1／r max ，与横轴交于一1／K m 。
此法又称双倒数图解法。
Hanes —Woo1f 法(简称H —W 法)。
将式(1)两边均乘以Cs 得到maxmaxr C r K r C s m ss += (2)以C s ／r s 对C s 作图，得一斜率为1／r max 的直线，直线与纵轴交点为K m ／r max ，与横轴交点为一K m 。
(3)Eadie —Hofstee 法(简称E-H 法)。
将M —M 方程重排为ss ms C r K r r -=max （3）以r s 对r s ／C s 作图，得一斜率为一K m 的直线，它与纵铀交点为r max ，与横轴交点为r max ／K m 。
固定化酶亦称固相酶或水不溶酶。
它是通过物理或化学的方法使溶液酶转变为在一定的空间内其运动受到完全约束、或受到局部约束的一种不溶于水，但仍具活性的酶。
它能以固相状态作用于底物进行催比反应。
固定化酶的主要优点是，在催化反应以后很容易从反应系统中分离出来，不仅固定化酶可以反复使用，而且产物不受污染容易精制，固定化后的酶大多数情况下其稳定性增加，仅有少数的稳定性下降，固定化酶有一定的形状和一定的机械强度，可以装填在反应器中长期使用，便于实现生产连续化和自动化。
反应工程实验室安全注意事项1、在反应釜上合成产物特别是在100L釜内合成产物，必须有完善的工艺控制手段。
2、100L、10L反应釜皆为常压釜，严禁超压使用。
3、使用有毒、有害、易燃、易爆危险化学品时，必须加强室内通风，必要时要采取强制通风。
4、使用易燃、易爆危险化学品时，要密闭操作，严防物料泄漏，所用设备需防爆，同时还要防止由静电火花导致的火灾爆炸。
5、必须严格控制导热油温度，严禁超温。
反应物需冷却时，要及时打开内盘管及夹套循环冷油，防止超温引发危险。
6、在开关阀门之前要确认该阀门的功能。
7、开真空泵时要先打开进水阀门。
8、导热油热油罐及热油输送管道、反应釜体等温度较高，严禁触摸。
9、反应釜、水泵、油泵等皆为用电设备，在操作过程中要注意用电安全。
10、实验室内机械设备较多，操作时要预防机械伤害。
11、实验室内设备布置较密，空间狭小，在工作中严禁打闹、嬉戏。
12、实验室内严禁烟火。
反应工程实验室基础知识一、反应工程实验的重要意义反应工程是化工类技术基础课程,而实验是教学中的实践环节；是学生巩固理论知识，从实践中进一步学习新知识的重要途径，培养学生应用这些理论解决工程实际问题的能力，并掌握一定的实际操作技能。
为此，反应工程实验的目的是：1.加深对反应工程专业知识的理解与运用，学习并掌握各种仪器设备的安装、使用。
2．通过实验使学生掌握一定的实验研究方法和技巧。
并培养学生实事求是的科学态度。
3．通过实验数据的分析处理，编写实验报告，培养、训练学生的实际计算能力和组织报告的能力二、反应工程实验要求（一）实验前的预习工作1、阅读实验指导书，弄清本实验的目的和要求。
2、进入实验室后，要要遵守实验室安全注意事项，详细了解实验装置的流程、主要设备的结构、测量仪表的使用及实验操作方法，并认真思考实验操作步骤，测量记录的内容和测定数据的方法。
（二）实验小组的分工和合作反应工程实验一般都是由6-8人为一小组合作进行的。
掌握换热式固定床催化反应器床层轴向温度的变化规律及其影响因素和利用热点（或冷点）的位置变动判断反应器操作工况。
了解换热式固定床催化反应器的设计优化问题，参数敏感性问题以及飞温和失控现象。
了解自热式固定床催化反应器的操作工况。
了解液化床催化反应器的主要结构及操作，两相理论的概念及床层中气泡行为。
了解实验室反应器的主要类型及其特点。
三、学时安排本科四年制《化学工程与工艺专业》适用（６４学时）第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章3 9 10 8 9 11 8 33返回第一章概述无论是化学工业还是冶金、石油炼制和能源加工等工业过程，均采用化学方法将原料加工成为有用的产品。
生产过程包括如下三个组成部分：图1.1 典型的化学加工过程第①和③两部分属于单元操作的研究范围；而②部分是化学反应工程的研究对象，是生产过程的核心。
上图为厂区夜景，点击可进入有更多介绍工厂及设备的图片第一节化学反应工程一、化学反应工程的研究对象化学反应工程是化学工程学科的一个重要分支，主要包括两个方面的内容，即反应动力学和反应器设计分析。
反应动力学--研究化学反应进行的机理和速率，以获得工业反应器设计与操作所需的动力学知识和信息，如反应模式、速率方程及反应活化能等其中速率方程可表示为：r=f（T、、P）（对于一定的反应物系）而言--随时间、空间变化其中，r为反应系统中某一组分的反应速率，代表浓度的矢量，P为系统的总压。
反应器设计分析--研究反应器内上述因素的变化规律，找出最优工况和适宜的反应器型式和尺寸。
注意：化学反应是研究反应本身的规律，与反应器内各局部的状况有关，而反应器总体的性态。
所以可以说反应动力学从点上着眼，而反应器的设计与分析则从面上（体上）着手。
二、化学反应的分类（反应工程学科）无论是自然界还是实际生产过程中，存在各种各样的化学反应，通常为了便于研究和应用，将化学反应进行分类。
下表中给出了常见的化学反应分类、方法和种类，一些可能同时属于两个或者更多的反应种类。
单釜和多釜串联返混性能测定
一、实验目的
本实验通过单釜与三釜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，从而掌握控制返混的措施。
本实验目的为：
1．掌握停留时间分布的测定方法；
2．了解停留时间分布与多釜串联模型的关系； 3．了解模型参数N 的物理意义与计算方法。
二、实验原理
在连续流动的反应器内，不同停留时间的物料之间的混合称为返混。
返混程度的大小通常用物料在反应器内的停留时间分布来测定。
然而，在测定不同状态的反应器内物料的停留时间分布时发现，相同的停留时间分布可以有不同的返混情况，即返混与停留时间分布不存在一一对应关系，因此不能用停留时间分布的实验测定数据直接表示返混程度，而要借助于相关的数学模型来间接表达。
物料在反应器内的停留时间完全是一个随机过程，需用概率分布的方法来定量描述。
所用的概率分布分布函数为停留时间分布密度函数)(t E 和停留时间分布函数)(t F 。
停留时间分布密度函数)(t E 的物理意义是：同时进入的N 个流体粒子中，停留时间介于t 到dt t +间的流体粒子所占的分率为N dN /为dt t F )(。
停留时间分布函数)(t F 的物理意义是：流过系统的物料中停留时间小于t 的物料的分率。
停留时间分布的测定方法有脉冲法、阶跃法等，常用的是脉冲法。
当系统达到稳定后，在系统的入口处瞬间注入一定量Q 的示踪物料，同时在出口液体中检测示踪物料的浓度变化。
由停留时间分布密度函数的物理含义，可知
)
2()()1(/)()(0⎰∞
==dt
t Vc Q Q dt t Vc dt t E
所以
)
3()()
()()
()(0
⎰
⎰
∞
∞
=
=
dt
t c t c dt
t Vc t Vc t E
由此可见，
)(t E 与示踪剂浓度)(t c 成正比。
因此，本实验中用水作为连续流动的物
料，以饱和KCl 作示踪剂，在反应器出口处检测溶液电导值。
在一定范围内，KCl 浓度与电导值成正比，则可用电导值来表达物料的停留时间变化关系，即)()(t L t F ∝，这里
∞
-=L L t L t )(，
t
L 为t 时刻的电导值，∞L 为无示踪剂时的电导值。
停留时间分布密度函数)(t E 在概率论中有两个特征值，平均停留时间t 与方差2
t σ。
平均停留时间t 的表达式：
)
4()()()(0
0⎰⎰
⎰∞∞
∞
=
=dt
t c dt t tc dt t tE t
采用离散形式表达，并取相同时间间隔t ∆，则有：
)
5()
()()()(∑∑∑∑⋅=
∆⋅∆⋅⋅=
t L t L t t
t c t t c t t
方差2t σ的定义是：
)
6()(2
22t dt t E t t
⎰∞
-=σ
也用离散形式表达，并取相同时间间隔t ∆，则有：
)
7()
()
()()
()
()(2
2
2
2
2t t L t L t t t c t c t t
-⋅=-⋅=∑∑∑∑σ
若用无因次时间θ来表示，即t t /=θ，无因次方差：
222/t t σσθ=
在测定了物料在反应器中的停留时间分布后，为了评价物料的返混程度，需要用数学模型来关联和描述，本实验采用多釜串联模型。
多釜串联模型的建模思想是用返混程度等效的串联全混釜的个数N 来表征实测反应器中的返混程度。
模型中全混釜的个数N 是模型参数，表征返混程度的大小，并不代表实际反应器的个数，因此不限于整数。
根据反应工程的原理可知，参数N 越大，返混程度越小。
多釜串联模型假定N 个串联的反应釜中每个釜均为全混釜，反应釜之间无返混，每个釜的体积相同，据此可推导得到多釜串联反应器的停留时间分布函数关系，并得到与模型参数N 存在关系为：
2
1
θσ=
N （8）
根据等效原则，只要将实测的无因次方差2
θσ代入式（8），便可求得模型参数N ，并据
此判断反应器内的返混程度。
当,1=N 12=θσ，为全混釜特征； 当,∞→N 02→θσ，为平推流特征。
当N 为整数时，代表该非理想流动反应器可以用N 个等体积的全混流反应器的串联来建立模型。
当N 为非整数时，可以用四舍五入的方法近似处理，也可以用不等体积的全混流反应器串联模型。
图1为多釜串联模型拟合的停留时间分布曲线的理论值和实验值的情况。
三、预习与思考
1．何谓返混？返混的起因是什么？限制返混的措施有哪些？
2．为什么说返混与停留时间分布不存在一一对应关系？为什么可以通过测定停留时间分布来研究返混？
3．测定停留时间分布的方法有哪些？本实验采用哪种方法？ 4．何谓示踪剂？有何要求？本实验用什么作示踪剂？ 5．模型参数与实验中反应釜的个数有何不同?为什么？
四、实验装置与流程
实验装置流程如图2所示，由单釜与三釜串联两个系统组成。
三釜串联反应器中每个釜的体积为1L ，单釜反应器体积为3L ，搅拌器可以调速。
实验时，水分别从两个转子流量计流入两个系统，稳定后分别在两个系统的入口处分别快速注入示踪剂，在每个反应釜出口处用电导率仪检测示踪剂浓度变化，并通过计算机采集和处理数据。
（a ）——理论值 （b ）——实验值
图1 多釜串联的停留时间分布曲线
图2单釜与三釜串联装置流程示意图
五、实验步骤及方法
1.通水，开启水开关，让水注满反应釜，进水流量为20L/h，保持流量稳定。
通电，开启空气开关。
2.通电，开启电源开关。
①启动计算机，启动（单釜或三釜）计算机数据记录与处理系统；
②开启并调整好电导率仪，以备测量；
电导率调整方法：
仪表上电后，打开电导率仪前面板上的电源开关，仪器在“校正”状态，并有数码显示；
将“温度补偿”旋钮调至25℃刻度线；
按一下“校正”键（持续一秒钟），仪器进入“测量”状态，调“调零”旋钮，使仪器显示为“.000”；
再按一下“校正”键（持续一秒钟），仪器返回“校正”状态，调“电极常数”旋钮，使仪器显示为所有电极的电极常数值（此常数值表在电极上端。
）如电极常数是“0.980”，则调“电极常数”旋钮使仪器显示为“.980”。
（当被测溶液的电导率大于2×104µs/cm时，需选用K=10（黑）的电极）。
实测时，温度补偿调至被测溶液的实际温度值。
③开动搅拌装置，转速应大于100rpm；
3．待系统稳定后，用注射器在入口处迅速注入示踪剂，同时，按下计算机数据采集按钮。
4．当计算机上显示的示踪剂出口浓度在2min内觉察不到变化时，即认为终点已到。
5．关闭仪器、电源、水源，排清釜中残液，实验结束。
六、实验数据处理
根据实验结果，可以得到单釜与三釜的停留时间分布曲线，即出口物料的电导值L（反
映了示踪剂浓度）随时间的变化，据此可采用离散化方法，在曲线上相同时间间隔取点，一
σ，及无因般可取40~60个数据点左右，再由公式（5）、公式（7）分别计算出各自的t和2
t σ。
最后，利用多釜串联模型得到的公式（8）求出相应的模型参数N。
根据参数N 次方差2
θ
的数值大小，就可确定单釜和三釜两个系统中返混程度的大小。
本实验采用计算机数据采集与处理系统，直接由电导率仪输出信号至计算机，由计算机对数据进行采集与分析，在显示器上画出停留时间分布动态曲线图，并在实验数据记录结束后自动计算平均停留时间、方差和模型参数。
停留时间分布曲线图与相应数据均可方便地保存或打印输出。
