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实验报告课程名称： 化工专业实验1 指导老师： 黄灵仙 成绩：__________________ 实验名称： 多釜串联流动特性的测定 实验类型：___________同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得一、实验目的1．观察了解多釜串联的流动特性，并与理想流型特性曲线作比较。
2．掌握用脉冲示踪法测定停留时间分布的实验方法及数据处理。
3．根据单个釜的流动特性推测四釜串联的理论流动特性，并与实际测量值进行比较。
二、实验内容和原理1．对于等容积理想全混式多釜串联的流动，如用脉冲示踪法测定其出口浓度变化曲线，经过换算，可得到停留时间分布的密度函数E ( t )，即1()(1)!N Nt N tN t E t eN t t --⎛⎫= ⎪-⎝⎭（1）令-=t t /θ，代入上式 θθθN N Ne N N E ---=1)()!1()( （2）式中 N —釜数t — 整个装置的平均停留时间，(= N(V R )i / v)(V R )i — 每一小釜的体积 v — 流体流量据式（1），（2）可计算一组理想全混式的流动曲线，如图一（a ）所示，由于实验测定的是出口浓度变化曲线C ( t ) ~ t ，如图一（b ）所示，经下列关系换算，可得E ( t )()()()C t C t E t Co Cdt∞==⎰ 或写成离散型函数1()()nC t E t C t=-∆∑及 1()()()ntC t E tE t C tθ==∆∑ （3）据式（3）可得一组实验测定E ( θ ) ~ θ曲线，可与图一（a ）所得到的一组曲线进行拟合比较。
（a ）理论值（b ）实验值图1 多釜串联的停留时间分布曲线2．计算实测分布曲线的均值（t ）和方差2θσ因为 21Nθσ=由上式可计算的模型参数N （釜数）及t ，再与理论值进行比较。
1 / 13实验八 连续流动反应器中的返混测定1. 目的及任务1.1. 实验目的1.1. 了解全混釜和多釜串联反应器的返混特性；了解全混釜和多釜串联反应器的返混特性；2.2. 掌握利用电导率测定停留时间分布的基本原理和实验方法；掌握利用电导率测定停留时间分布的基本原理和实验方法；3.3. 了解停留时间分布与多釜串联模型的关系；了解停留时间分布与多釜串联模型的关系；4.4. 了解模型参数n 的物理意义及计算方法。
的物理意义及计算方法。
1.2. 实验任务1.1. 用脉冲示踪法测定单反应釜停留时间分布，确定返混程度；用脉冲示踪法测定单反应釜停留时间分布，确定返混程度；2.2. 用脉冲示踪法测定三反应釜串联系统的停留时间分布，确定返混程度；用脉冲示踪法测定三反应釜串联系统的停留时间分布，确定返混程度；2. 基本原理在连续流动的釜式反应器内，激烈的搅拌使得反应器内物料发生混合，反应器出口处的物料会返回流动与进口处物料混合，物料会返回流动与进口处物料混合，形成空间上的返混；形成空间上的返混；形成空间上的返混；为限制空间返混的发生程度，为限制空间返混的发生程度，为限制空间返混的发生程度，通常通常从几何空间上将一个反应釜分成多个反应釜，可以使返混程度降低。
从几何空间上将一个反应釜分成多个反应釜，可以使返混程度降低。
在连续流动的釜式反应器内，不同停留时间的物料之间的混合形成时间上的返混。
返混程度的大小，一般很难直接测定，一般很难直接测定，通常是利用物料停留时间分布的测定来研究。
通常是利用物料停留时间分布的测定来研究。
通常是利用物料停留时间分布的测定来研究。
然而测定不然而测定不同状态的反应器内停留时间分布时，我们可以发现，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的关系，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，而要借助于反应器数学模型来间接表达。
数据直接表示返混程度，而要借助于反应器数学模型来间接表达。
多釜串联反应器及管式反应器返混测定实验多釜串联返混实验装置是测定带搅拌器的釜式液相反应器中物料返混情况的一种设备，它对加深了解釜式反应器的特性是最好的实验手段之一。
通常是在固定搅拌马达转数和液体流量的条件下，加入示踪剂，由各级反应釜流出口测定示踪剂浓度随时间变化曲线，再通过数据处理得以证明返混对釜式反应器的影响，并能通过计算机得到停留时间分布密度函数及多釜串联流动模型的关系。
此外，也可通过其它种类反应器进行对比实验，进而更深刻的理解各种反应器的特性。
本实验通过管式反应器与三釜串联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。
一、实验目的(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 的物理意义及计算方法。
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和称为返混。
返混程度的大小，一般很难直接测定，通常是利用物料停留时间分布的测定来研究。
物料在反应器内的停留时间完全是一个随机过程，须用概率分布方法来定量描述。
所用的概率分布函数为停留时间分布密度函数f(t)和停留时间分布函数F(t)。
停留时间分布密度函数f(t)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t+dt 间的流体粒子所占的分率N dN 为f(t)dt 。
停留时间分布函数F(t)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，同时开始在出口流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()()Q dt t C V dt t f ⋅= (1)()⎰∞=0dt t VC Q (2)所以 ()()()()()dt t C t C dt t VC t VC t f ⎰⎰∞∞==00 (3) 由此可见()t f 与示踪剂浓度()t C 成正比。
连续流动反应器中的返混测定实验报告篇一：《连续流动反应器中的返混测定实验报告》嗨，今天我要给大家讲一讲我们做的一个超有趣的实验——连续流动反应器中的返混测定实验。
我和我的小伙伴们刚进实验室的时候，都特别兴奋。
哇，那些仪器看起来就像神秘的魔法道具一样。
我们的老师站在前面，就像一个魔法师要带领我们探索一个奇妙的世界。
这个实验的目的呢，就是要测定连续流动反应器中的返混情况。
啥是返混呢？就好比一群小动物在一条小路上走，本来应该是按照顺序规规矩矩地往前走的，可是突然有些小动物开始乱走，跑到别的小动物前面或者后面去了，这种混乱的情况就有点像返混。
那在这个反应器里，流体就像那些小动物，正常情况下是有一定的流动规律的，要是出现返混，就打乱这个规律了。
我们开始做实验啦。
首先看到的是那个连续流动反应器，它长长的，有点像一个大管道。
我们小心翼翼地把各种试剂加入进去，那感觉就像是在给这个大管道喂食一样。
旁边的同学小明特别紧张，他紧紧地握着试剂瓶，说：“我可千万不能加错了，这就像厨师做菜不能放错调料一样啊。
”我笑着对他说：“你就放心吧，咱们都准备这么久了。
”然后呢，我们要启动一些设备来让流体在反应器里流动起来。
这时候就听到机器嗡嗡嗡的声音，就像一群小蜜蜂在唱歌。
流体在反应器里流动的时候，我们得想办法去测量返混的情况。
这可不容易呢。
我们就像侦探一样，要寻找各种线索。
我们用到了一种特殊的方法，叫示踪法。
就好像是在一群白色的羊里面放进一只黑色的羊，然后观察这只黑色的羊是怎么在羊群里乱跑的。
我们往反应器里加入一种特殊的示踪物，然后在不同的地方检测它的浓度。
这时候我们就得很仔细啦，因为一点点小错误就可能让我们得到错误的结果。
我和小红负责在一个检测点检测浓度。
小红眼睛紧紧盯着检测仪器，嘴里还不停地念叨：“快给我个准确的数字呀。
”我在旁边给她加油打气：“别着急，它就像一个害羞的小朋友，等会儿就会告诉你答案了。
”当我们终于得到一个数值的时候，我们都高兴得跳了起来。
测定流体返混程度的实验方法一、实验原理在流体力学中，流体的返混程度是指流体混合的程度。
返混程度越高，表示流体混合得越均匀，反之，则表示流体混合不均匀。
常用的测定流体返混程度的实验方法是通过测定流体的浓度分布来评估。
二、实验步骤1. 实验准备准备所需实验器材和试剂，包括实验容器、搅拌器、测量工具等。
根据实际需要选择合适的容器及试剂，并确保实验器材的清洁和无污染。
2. 实验设定设定实验条件，包括流体的初始浓度、搅拌器的转速、搅拌时间等。
根据实验要求和流体特性进行设定，确保实验的可重复性和准确性。
3. 流体混合将初始浓度的流体倒入实验容器中，启动搅拌器以一定的转速进行搅拌。
搅拌时间的长短根据实验需求来确定，一般需要保证流体达到稳定状态。
4. 浓度测量在搅拌结束后，选取不同位置的样品进行浓度测量。
可以使用浓度计、色谱仪等测量工具进行浓度的定量分析。
根据实验需要，可以选取多个样品点进行测量，以获取更全面的浓度分布数据。
5. 数据处理将浓度测量结果进行整理和分析，得到流体的浓度分布曲线。
可以使用统计学方法，如平均值、标准差等，对数据进行处理，以评估流体的返混程度。
三、实验注意事项1. 实验器材必须干净无污染，以避免对实验结果造成影响。
2. 流体的初始浓度和混合条件需要根据实际需求进行选择和设定，以保证实验结果的准确性和可靠性。
3. 浓度测量时要注意测量点的选择，应选取代表性的样品点进行测量，以获取更准确的浓度分布数据。
4. 数据处理时要注意使用合适的统计学方法，以确保数据的可靠性和准确性。
5. 实验过程中要注意安全操作，避免发生意外事故。
四、实验结果分析根据实验得到的浓度分布曲线，可以通过各种统计学方法对实验结果进行分析。
常用的评估流体返混程度的指标包括平均浓度、浓度差异系数、混合指数等。
根据实验需求，选取合适的指标进行分析和比较，以评估流体的混合程度。
五、实验应用测定流体返混程度的实验方法在许多领域都有广泛的应用。
专业：姓名：学号：日期：地点：实验报告课程名称：化工专业实验指导老师：成绩：_______________实验名称：多釜串联流动特性的测定实验类型：反应工程实验同组学生姓名：一、实验目的和要求二、实验内容和原理三、主要仪器设备四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析七、讨论、心得装订线一、实验目的1．观察了解多釜串联的流动特性，并与理想流型特性曲线作比较。
2．掌握用脉冲示踪法测定停留时间分布的实验方法及数据处理。
3．根据单个釜的流动特性推测四釜串联的理论流动特性，并与实际测量值进行比较。
二、实验原理1．对于等容积理想全混式多釜串联的流动，如用脉冲示踪法测定其出口浓度变化曲线，经过换算，可得到停留时间分布的密度函数E ( t )，即 (1) (2)式中 N—釜数—整个装置的平均停留时间，(= N(VR)i/ v)(VR)i —每一小釜的体积v —流体流量据式（1），（2）可计算一组理想全混式的流动，由于实验测定的是出口浓度变化曲线C ( t ) ~ t，经下列关系换算，可得E ( t )或写成离散型函数及 (3)据式（3）可得一组实验测定E ( θ ) ~ θ曲线，可与图1（a）所得到的一组曲线进行拟合比较。
（a）理论值（b）实验值图1 多釜串联的停留时间分布曲线2．计算实测分布曲线的均值（）和方差因为由上式可计算的模型参数N（釜数）及，再与理论值进行比较。
三、实验装置及仪器本装置由四个搅拌釜反应器组成，分别装备了不同类型的搅拌桨和挡板，每个搅拌釜反应器可独立操作，也可以串联操作。
配套设备包括定量连续进料系统、示踪剂加料系统、搅拌控制系统、反应釜出口浓度检测系统，实验流程装置见下图2。
1-示踪剂高位槽；2-水槽；3-蠕动泵；4-釜式反应器；5-搅拌电机；6-电导槽；7-电导仪；8-桨式搅拌器；9-锚式搅拌器；10，11-螺旋式搅拌器；12～17-电磁阀图2 实验流程装置示意图四、实验步骤利用分配到得实验序号和注册的用户名及密码在客户端上登录，并且点击开始实验，打开总电源，釜式反应器混合特性及流动模式实验研究的远程操作界面如图3所示。
化工专业实验指导书化工教研室编徐州工程学院化工学院2015年9月目录实验一连续流动反应器中的返混测定 (3)实验二反应精馏法制乙酸乙酯 (7)实验三共沸精馏制备无水乙醇 (10)实验四硼氢化钠（钾）还原水中对硝基苯酚动力学测定 (14)实验五超滤膜分离实验 (17)实验六乙苯脱氢制苯乙烯 (22)实验七二氧化碳临界状态观测及p-v-t关系测定 (26)实验八二元汽—液平衡数据的测定 (30)实验一连续流动反应器中的返混测定一、实验目的1、了解平推流反应器、全混釜和多釜串联反应器的返混特性；2、掌握利用电导率测定停留时间分布的基本原理和实验方法；3、了解停留时间分布与多釜串联模型的关系。
二、实验原理停留时间分布测定所采用的方法主要是示踪响应法。
它的基本思路是：在反应器入口以一定的方式加入示踪剂，然后通过测量反应器出口处示踪剂浓度的变化，间接地描述反应器内流体的停留时间。
常用的示踪剂加入的方式有脉冲输入、阶跃输入和周期输入等。
本实验选用的是脉冲输入法。
脉冲输入法是在极短的时间内，将示踪剂从系统的入口处注入主体流，在不影响主流体原有流动特性的情况下随之进入反应器。
与此同时，在反应器出口检测示踪剂浓度c(t)随时间的变化。
整个过程可以用图３—１（a）形象地描述。
（a）脉冲输入法tcctcc(b) 脉冲输入(c) 出口响应图１脉冲法测停留时间分布脉冲输入法测得的停留时间分布代表了物料在反应器中的停留时间分布密度即E(t)。
若加入示踪剂后混合流体的流率为Q，出口处示踪剂浓度为C（t），在dt时间里示踪剂的流出量为Qc(t)dt，由E(t)定义知E(t)dt是出口物料中停留时间在t与t+dt之间示踪剂所占分率，若在反应器入口加入示踪剂总量为m 对反应器出口作示踪剂的物料衡算，即Qc(t)dt=mE(t)dt(1) 示踪剂的加入量可以用下式计算m=⎰∞0)(dt tQc(2) 在Ｑ值不变的情况下，由（１）式和（２）式求出：E (t)=⎰∞)()(dtt c t c (3)关于停留时间的另一个统计函数是停留时间分布函数F(t)，即F (t)=⎰∞)(dt t E (4)用停留时间分布密度函数E(t)和停留时间分布函数F(t)来描述系统的停留时间，给出了很好的统计分布规律。
【题目】连续流动反应器中的返混测定化学工程与工艺黄心权 1153643【实验背景】本实验借助对实际反应器单釜、多釜串联和管式固定床反应器的停留时间分布（RTD）的测定。
并应用数学模型来揭示实际反应器返混程度大小。
【实验目的】（1）掌握停留时间分布的测定方法（脉冲示踪剂法）；（2）了解停留时间分布与多釜串联模型建立的关系；（3）了解模型参数N的物理意义及计算方法；（4）掌握离散法处理实验数据的方法。
【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和称为返混。
反应器中的理想分为两种流动模型：平推流和全混流。
平推流反应器中不存在返混，物流质点在反应器中具有相同的停留时间，而全回流反应器的返混程度为无穷大，物料质点在反应器中具有停留时间分布。
对非理想流动的反应器，物料质点的流动则偏离此两种流动模型。
无论在管式或者在连续流动釜式反应器中都存着着不同程度的返混和停留时间分布。
返混程度的大小，一般很难直接测定，通常是利用物料停留时间分布的测定来研究。
然而测定不同状态的反应器内停留时间分布时，我们可以发现，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的关系，连续流动反应器中的返混程度是借助测定反应器中的物料停留时间分布，运用概率论中的随机变量分布及其数值特征，建立数学模型来描述。
1.连续流动反应器中停留时间分布的数学描述：物料在连续反应器的停留时间分布的描述方法有阶跃输入法和脉冲输入法等。
物料在反应器内的停留时间完全是一个随机过程，须用概率分布方法来定量描述。
所用的概率分布函数为停留时间分布密度函数f（t）和停留时间分布函数F（t）。
停留时间分布密度函f（t）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t+dt间的流体粒子所占的分率dN/N为f（t）dt。
停留时间分布函数F（t）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。
实验名称：实验二多釜串联反应器中返混状况测定模块名称预习考查题目权重1、釜式串联反应器中，脉冲示踪法对示踪剂的要求是：（多选）（）A、示踪剂与流体互溶B、能与流体发生反应C、无色透明D、容易检测2、对釜式反应器中的返混能起到有限限制的措施是?( )A、加强物料的搅拌混和B、将一个釜分割为多个串联的釜C、增大操作空速D、增大操作空时3、单釜和三釜串联这两个系统，搅拌转速大小选择的依据是？（）A、反应器内均达到或尽可能地接近全混B、搅拌电机的功率决定C、两个系统中反应器的混和程度接近D、桨叶的形式决定4、本实验中测定停留时间分布的方法和采用的示踪剂是？（）A、周期输入法，饱和的KCL溶液B、阶跃示踪法，饱和的NaNO3溶液C、脉冲示踪法，饱和的KCL溶液D、正逆交叉输入法，饱和的NaNO3溶液5、本实验采用的停留时间测定方法，可以直接获取？（）A、停留时间分布参数B、轴向扩散系数C、停留时间分布密度函数D、多釜串联模型参数20你的回答本模块得分[满分100]A,D|B|A|C|A,D 100模仪器选择题目权重块名称选错一次扣5分10你的回答本模块得分[满分100]正确答案：微机、转子流量计、全混釜（1L）、全混釜（3L）、电导率仪、电导电极、电机做错次数：0100模块名称操作步骤题目权重选错一次扣5分10你的回答本模块得分[满分100]正确答案：D、开启自来水龙头。
E、调节设备上“主流量”流量计，使流量为20L/hr。
G、开启设备电源，观察电导率仪表的读数。
F、开启计算机上的在线检测程序，输入相关参数，进入数据采集界面。
C、用带针头的针筒取1-2毫升示踪剂饱和氯化钾水溶液，迅速注入单管反应器前的示踪剂注入口，同时点击数据采集界面右下方的“开始”按钮。
B、待曲线走平，y轴（即电导率值）不再发生变化时，停止数据采集，并打印实验结果。
A、开启循环泵，调节“循环量”流量大小，循环比为3时60升/小时（或1.0升/分），循环比为6时120升/小时（或2.0升/分）。
连续均相管式循环反应器中的返混实验4学时一、实验原理及要点1．实验原理在工业生产上，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，同时需要使物料在反应器内由足够的停留时间，并具有一定的线速度，而将反应物的一部分物料返回到反应器进口，使其与新鲜的物料混合再进入反应器进行反应。
在连续流动的反应器内，不同停留时间的物料之间的混和称为返混。
对于这种反应器循环与返混之间的关系，需要通过实验来测定。
在连续均相管式循环反应器中，若循环流量等于零，则反应器的返混程度与平推流反应器相近，由于管内流体的速度分布和扩散，会造成较小的返混。
若有循环操作，则反应器出口的流体被强制返回反应器入口，也就是返混。
返混程度的大小与循环流量有关，通常定义循环比R 为：流量离开反应器物料的体积循环物料的体积流量=R循环比R 是连续均相管式循环反应器的重要特征，可自零变至无穷大。
当R=0时，相当于平推流管式反应器。
当R=∞时，相当于全混流反应器。
因此，对于连续均相管式循环反应器，可以通过调节循环比R ，得到不同返混程度的反应系统。
一般情况下，循环比大于20时，系统的返混特性已经非常接近全混流反应器。
返混程度的大小，一般很难直接测定，通常是利用物料停留时间分布的测定来研究。
然而测定不同状态的反应器内停留时间分布时，我们可以发现，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的关系，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，而要借助于反应器数学模型来间接表达。
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，同时开始在出口流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 ()()dt t C V dt t f ⋅=()⎰∞=0dtt VC Q所以()()()()()dt t C t C dt t VC t VC t f ⎰⎰∞∞==由此可见()t f 与示踪剂浓度()t C 成正比。
