连续均相反应器停留时间分布的测定实验报告

实验日期 2015.5.29 成绩同组人×××（2）、×××（3）、×××（4）、×××（5）、×××（6）闽南师范大学应用化学专业实验报告题目：连续均相反应器停留时间分布的测定12应化1 ××12060001××B1组0 前言实验目的：1,、了解管式反应器的特点和原理；2、掌握脉冲示踪法测定管式反应器和釜式反应器内物料停留时间分布测定和数据处理方法；3、掌握活塞管式反应器和全混流反应器内物料的停留时间分布密度函数E(t)和停留时间分布函数F(t)的特点及其数学特征；4、学会用理想反应器的串联模型来描述实验的流动性。

[1]实验原理：由于反应器内流体速度分布不均匀，或某些流体微元运动方向与主体流动方向相反，因此使反应器内流体流动产生不同程度的返混。

在反应器设计、放大和操作时，往往需要知道反应器中返混程度的大小。

停留时间分布能定量描述返混程度的大小，而且能够直接测定。

因此停留时间分布测定技术在化学反应工程领域中有一定的地位。

停留时间分布可用分布函数F（t）和分布密度E（t）来表示，两者的关系为：测定停留时间分布最常用的方法是阶跃示踪法和脉冲示踪法。

阶跃法：脉冲法：式中：C(t)——示踪剂的出口浓度。

Co——示踪剂的入口浓度。

[2]Vs———流体的流量Qλ——示踪剂的注入量。

由此可见，若采用阶跃示踪法，则测定出口示踪物浓度变化，即可得到F（t）函数；而采用脉冲示踪法，则测定出口示踪物浓度变化，就可得到E（t）函数。

1 实验方案1.1 实验材料三釜串联反应器1.2 实验流程与步骤实验流程图：实验步骤：（1）准备工作②饱和KNO3液体注入标有KNO3的储瓶内。

②连接好入水管线，打开自来水阀门，使管路充满水。

③查电极导线是否正确。

实验十九连续均相反应器停留时间分布的测定1 实验目的本实验旨在通过测量连续均相反应器中溶液的进出时间，得到反应器的停留时间分布，并探究不同进料流速对停留时间分布的影响。

2 实验原理连续均相反应器是指反应物在气液、液液或固液两相混合后，在反应器内不断流动，实现反应的一种装置。

在连续均相反应器中，每个质点在反应器内的停留时间是不同的，因此停留时间分布是一个反应器的重要性能参数。

停留时间分布是指质点在反应器内停留时间的概率密度函数，它能反映反应器内的流动特性、物理化学变化。

在本实验中，设计的反应器为塔式反应器，研究单一液相在反应器中的停留时间分布。

反应器内的搅拌器不断搅拌反应液，以保持液体中浓度的均匀分布，使反应均匀进行。

反应器内自上向下分别放置了进料管口、液面计和出料口，通过测量进出管口的时间，可以测定连续均相反应器中质点的停留时间分布。

3 实验步骤3.1 实验器材塔式连续反应器、溶液储罐、液面计、蠕动泵、计时器。

1. 准备实验样品。

将20%的乙醇溶液稀释为5%分数的乙醇溶液，作为实验样品。

2. 设置实验参数。

设定不同的进料流速，包括1.0 mL/min、2.0 mL/min、3.0 mL/min、4.0 mL/min、5.0 mL/min。

3. 注入实验样品。

将实验样品注入液体储罐，设定蠕动泵的流速。

4. 记录出料时间。

在实验操作开始时，记录出料口的时间和液面计读数，随着溶液的流动，不断记录出料时间和液面计读数。

5. 重复实验。

重复同样的实验步骤，至少进行3次以上的实验。

4 实验结果4.1 停留时间分布曲线通过实验数据计算得出不同进料流速下的停留时间分布曲线，如图所示。

图中的横坐标为反应器内质点的停留时间，纵坐标为停留时间的概率密度函数。

根据图中的曲线可以看出，不同进料流速下，停留时间分布的峰值和分布范围都存在差异。

在进料流速较低（≤2.0 m L/min）时，停留时间分布的峰值较窄、分布范围较窄。

实验报告课程名称： 化学反应过程远程实验 指导老师： 成绩：__________________实验名称： 连续均相反应器 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. 了解连续均相流动反应器的非理想流动情况及产生返混的原因；2. 了解有效扩散模型及多级混合流动模型的建立，及应用停留时间分布的测定，确定其有关参数E z 及N ；3. 掌握用阶跃示踪法测定停留时间分布的实验方法及数据处理。

二、实验原理在实际连续操作反应器内，由于短路、死区及漏液等原因，器内流体往往是偏离理想流动而造成不同程度的逆向混合（称返混）。

使得一批同时进入反应器的流体，在反应器内的停留时间不同，形成一个停留时间分布，所以常常利用停留时间的测定来分析器内的返混程度。

但应该指出，这两者并不一一对应的，即同样的停留时间分布可以由不同的流况而造成，因此不能把停留时间分布直接用于描述反应器内流况，而必须借助于较切合实际的流动模型，然后由停留时间分布的测定来确定其模型中的参数。

众所周知，流体在反应器内的停留时间是个随机过程，而E(t)，F(t)是常用的两个函数，其定义参见教材。

一般可用脉冲示踪法和阶跃示踪法求取： 脉冲示踪法：()E(t)C t C =(1)阶跃示踪法:1()()C t F t C =(2)式中：0Q C V ==示踪剂的脉冲量流体的流量C(t)——出口处示踪剂浓度C 1——进口处示踪剂浓度由此可见，若用脉冲示踪法，测定出口浓度变化曲线，即可得到E(t)函数，而用阶跃示踪法测定出口浓度曲线，可得到F(t)函数，其两者的关系为：()()dF t E t dt=(3)为了进行定量比较，引入随机函数的两个特征值——均值t 和方差2t σ。

实验三串联流动反应器停留时间分布的测定在连续流动反应器中进行化学反应时，反应进行的程度除了与反应系统本身的性质有关外，还与反应物料在反应器中停留时间长短有密切关系。

停留时间越长，则反应越完全。

停留时间通常是指从流体进入反应器开始，到其离开反应器为止的这一段时间。

显然对流动反应器而言，停留时间不象间歇反应器那样是同一个值，而是存在一个停留时间分布。

造成这一现象的主要原因是流体在反应器内流速分布的不均匀，流体的扩散，以及反应器内的死区等。

停留时间分布的测定不仅广泛应用于化学反应工程及化工分离过程，而且应用于涉及流动过程的其它领域。

它也是反应器设计和实际操作所必不可少的理论依据。

一．实验目的1．通过实验了解停留时间分布测定的基本原理和实验方法。

2．掌握停留时间分布的统计特征值计算方法3．学会用理想反应器的串联模型来描述实验系统的流动特性。

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。

示踪剂检测示踪剂加入Ｑ∞Q（a）脉冲输入法c 0 c 0————————————————C Ct=0 t t(b) 脉冲输入 (c) 出口响应图３－１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 t Qc （２） 在Ｑ值不变的情况下，由（１）式和（２）式求出：E (t)=⎰∞0)()(dt t 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)= ⎰∞0)(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。

实验一 多釜串联连续流动反应器中停留时间分布的测定一、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描述返混程度，从而认识限制返混的措施。

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、掌握多釜串联模型参数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。

然而在测定不同状态的反应器内停留时间分布时，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，而必须借助于反应器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，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E (t)和停留时间分布函数F (t)。

停留时间分布密度函数E (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E (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 的物料所占的分率。

停留时间分布的测定方法有脉冲输入法、阶跃输入法等，常用的是脉冲输入法。

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： E (t )dt ＝VC (t )/Q (1) ⎰∞=0)(dt t VC Q (2)所以 ⎰⎰∞∞==)()()()()(dtt C t C dtt VC t VC t E (3)由此可见E (t )与示踪剂浓度C (t )成正比。

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的电导值。

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E (t )∝L (t )，这里L(t)＝L t －L ∞，L t 为t 时刻的电导值，L ∞为无示踪剂时电导值。

实验名称：用刻度尺测量长度和用停表测量时间实验目的：长度和时间的测量实验仪器：刻度尺、停表、作业本、物理课本等活动1：用刻度尺测量长度二、活动准备1.（1）零刻度线量程分度值（2）①被测物体的一端紧靠保持平行歪斜②正对分度值的后一位③数字单位3.垂直整数三、活动过程1.0—15cm（或0—20cm） 0.1cm①刻度尺应紧贴被测物体②读数时，视线要与刻度尺面垂直③多次测量求其平均值④求其平均值过程中先去掉有明显错误的数据活动2：用停表测量时间二、活动准备1.30s(或0.5min) 15min三、活动过程均值过程中先去掉有明显错误的数据篇二：停留时间实验实验8 连续均相反应器停留时间分布的测定一、实验目的1．了解停留时间分布实验测定方法及数据的处理方法；2．通过脉冲示踪法测定实验反应器内示踪剂浓度隨时间的変化关系；3．求出停留时间分布密度函数e（t）和停留时间分布函数f（t）、停留时间分布数学特征值——数学期望和方差，并和多级混合模型或轴向扩散模型关联，确定模型参数——虚拟级数n或pe。

二、实验原理由于连续流动反应器内流体速度分布不均匀，或某些流体微元运动方向与主体流动方向相反及内部构件等原因，使反应器内流体流动产生不同程度的返混。

在反应器设计、放大和操作时，往往需要知道反应器中返混程度的大小。

通过停留时间分布测定能定量描述返混程度的大小。

因此停留时间分布测定技术在化学反应工程领域中有一定的地位。

停留时间分布可用分布函数f（t）和分布密度函数e（t）来表示，两者的关系为：f(t)??e(t)dt （2-8-1） 0t df(t)e(t)? （2-8-2） dt 测定停留时间分布最常用的方法是阶跃示踪法和脉冲示踪法。

阶跃法：c(t)f(t)?c0 脉冲法：（2-8-4）式中：c(t)—时间t时反应器出口的示踪剂浓度。

co—阶跃示踪时反应器入口的示踪剂浓度。

u—流体的流量 qλ—脉冲示踪瞬间注入的示踪剂量。

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：0.1`)(0=⎰∞dt t E (1) E(t)可以用其他量表示为)()/()(0t c M Q t E ⋅= (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2t σ，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：∑∑∑∑====-∆∆=∆∆=Ni iAiNi iAii Ni iiN i iiit ct ct tt E t t E t t 1111)()( (3)211221122)()(t t ct ct t t t E t t E tNi iAiNi iAii N i iiNi ii it-∆∆=-∆∆=∑∑∑∑====σ (4) 式中△ti 是两次取样时间，若等时间间隔取样，2112211t cct cct t Ni AiNi Aii tNi AiNi Aii -==∑∑∑∑====-σ (5)对恒容稳定流动系统有： τ==-v V t R(6) 为了使用方便，常用对比时间τθt=来代换t ，经这样变换后，有以下关系：)()(t E E τθ= (7)222τσσθt = (8)对全混流12=θσ，对活塞流02=θσ，对一般情况102<<θσ。

连续反应器是化工生产过程中常见的一种反应设备，其停留时间分布和流动模型参数的测定是对其性能进行评估和优化的重要步骤。

本文将就连续反应器的停留时间分布及流动模型参数的测定进行深入探讨，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。

一、连续反应器的停留时间分布1. 理论基础：连续反应器的停留时间分布是指在反应器中参与化学反应的物质颗粒或分子所停留的时间在不同时间间隔内所占的比例。

它是影响反应器反应性能和产物分布的重要参数，也是评价反应器混合程度和性能优劣的重要依据。

2. 测定方法：常见的连续反应器停留时间分布的测定方法包括示踪剂法、直接测定法和间接测定法。

其中，示踪剂法是常用的一种方法，通过向反应器中加入示踪剂，并测定出口处的示踪剂浓度随时间的变化曲线，从而推导出停留时间分布的曲线。

3. 影响因素：连续反应器的停留时间分布受到很多因素的影响，如反应器结构形式、进料方式、搅拌强度等。

在测定过程中，需要考虑这些因素对停留时间分布的影响，以获得准确可靠的测定结果。

二、连续反应器的流动模型参数的测定1. 理论基础：流动模型参数是描述流体在连续反应器中运动规律的参数，它们包括流体的速度场、浓度场、温度场等。

测定这些参数可以揭示反应器内部流体运动的规律，为进一步优化反应器设计和操作提供依据。

2. 测定方法：常见的连续反应器流动模型参数的测定方法包括数值模拟方法、实验测定方法和经验公式法。

数值模拟方法是近年来发展较快的一种方法，通过建立流体力学模型，利用计算机进行模拟计算，可以较为准确地得到流体在反应器内的运动规律。

3. 应用实例：连续反应器的流动模型参数的测定方法已经得到了广泛的应用。

在工业生产中，通过测定反应器内部的流动参数，可以优化反应条件，提高反应效率和产物纯度，降低生产成本，具有重要的应用价值。

三、结语连续反应器的停留时间分布和流动模型参数的测定是重要的研究内容，对于提高反应器的反应性能、优化工艺条件具有重要的意义。

1.实验目的1.了解连续均相管式循环反应器的返混特性；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.分析观察连续均相管式循环反应器的流动特性；4.研究不同循环比下的返混程度，计算模型参数n；5.用脉冲示踪法测定循环反应器停留时间分布；6.改变循环比，确定不同循环比下的系统返混程度；7.观察循环反应器的流动特征。

2.基本原理停留时间分布的实验在工业生产上，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合称为返混。

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：R=循环物料的体积流量离开反应器物料的体积流量循环比R是连续均相管式反应器的重要特征，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。

实验一多釜串联连续流动反应器中停留时间分布的测定一、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描述返混程度，从而认识限制返混的措施。

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、掌握多釜串联模型参数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。

然而在测定不同状态的反应器内停留时间分布时，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，而必须借助于反应器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，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E(t)和停留时间分布函数F(t)。

停留时间分布密度函数E(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E(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的物料所占的分率。

停留时间分布的测定方法有脉冲输入法、阶跃输入法等，常用的是脉冲输入法。

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：E(t)dt＝VC(t)/Q (1)⎰∞=)(dtt VCQ (2)所以 ⎰⎰∞∞==)()()()()(dtt C t C dtt VC t VC t E (3)由此可见E (t )与示踪剂浓度C (t )成正比。

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的电导值。

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E (t )∝L (t )，这里L(t)＝L t －L ∞，L t 为t 时刻的电导值，L ∞为无示踪剂时电导值。

实验一多釜串联连续流动反应器中停留时间分布的测定一、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描述返混程度，从而认识限制返混的措施。

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、掌握多釜串联模型参数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。

然而在测定不同状态的反应器内停留时间分布时，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，而必须借助于反应器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，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E(t)和停留时间分布函数F(t)。

停留时间分布密度函数E(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E(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的物料所占的分率。

停留时间分布的测定方法有脉冲输入法、阶跃输入法等，常用的是脉冲输入法。

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：E(t)dt＝VC(t)/Q (1)⎰∞=)(dtt VCQ (2)所以 ⎰⎰∞∞==)()()()()(dtt C t C dtt VC t VC t E (3)由此可见E (t )与示踪剂浓度C (t )成正比。

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的电导值。

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E (t )∝L (t )，这里L(t)＝L t －L ∞，L t 为t 时刻的电导值，L ∞为无示踪剂时电导值。

实验一多釜串联连续流动反应器中停留时间分布的测定一、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描述返混程度，从而认识限制返混的措施。

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、掌握多釜串联模型参数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。

然而在测定不同状态的反应器内停留时间分布时，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，而必须借助于反应器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，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E(t)和停留时间分布函数F(t)。

停留时间分布密度函数E(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E(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的物料所占的分率。

停留时间分布的测定方法有脉冲输入法、阶跃输入法等，常用的是脉冲输入法。

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：E(t)dt＝VC(t)/Q (1)⎰∞=)(dtt VCQ (2)所以 ⎰⎰∞∞==)()()()()(dtt C t C dtt VC t VC t E (3)由此可见E (t )与示踪剂浓度C (t )成正比。

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的电导值。

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E (t )∝L (t )，这里L(t)＝L t －L ∞，L t 为t 时刻的电导值，L ∞为无示踪剂时电导值。

实验一多釜串联连续流动反应器中停留时间分布的测定一、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描述返混程度，从而认识限制返混的措施。

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、掌握多釜串联模型参数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。

然而在测定不同状态的反应器内停留时间分布时，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，而必须借助于反应器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，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E(t)和停留时间分布函数F(t)。

停留时间分布密度函数E(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E(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的物料所占的分率。

停留时间分布的测定方法有脉冲输入法、阶跃输入法等，常用的是脉冲输入法。

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：E(t)dt＝VC(t)/Q (1)⎰∞=)(dtt VCQ (2)所以 ⎰⎰∞∞==)()()()()(dtt C t C dtt VC t VC t E (3)由此可见E (t )与示踪剂浓度C (t )成正比。

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的电导值。

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E (t )∝L (t )，这里L(t)＝L t －L ∞，L t 为t 时刻的电导值，L ∞为无示踪剂时电导值。

连续均相反应器停留时间分布的测定实验报告1. 引言大家好，今天我们来聊聊一个看似复杂，但其实满是乐趣的话题——连续均相反应器的停留时间分布。

这听起来有点拗口，是吧？但其实就是在研究反应物在反应器里待多久，简单点说，就是“反应物的旅行时间”。

想象一下，你在高铁上，车窗外的风景飞速后退，而你在车上坐着，想着要去哪里。

反应物在反应器里的旅程，差不多也是这个意思。

反应器的种类可多了，有批量的，也有连续的。

今天我们重点聊的是连续反应器，它就像一条不停流动的河流，反应物在水流中游来游去，随时都有新鲜的“食材”加入。

这种设备在化工行业中可谓是“当红炸子鸡”，因为它能提高效率，减少时间浪费。

哎呀，谁不喜欢事半功倍呢？2. 实验目的2.1 理解停留时间分布我们的实验目的是测定反应物在反应器中的停留时间分布。

简单来说，就是看它们在这里呆了多长时间。

停留时间分布不仅能告诉我们反应器的性能，还能帮助我们理解反应的进程，这就像在研究一场比赛，谁跑得快，谁落后了，都能一目了然。

2.2 提高反应效率通过这次实验，我们希望能够找到提高反应效率的方法。

换句话说，就是让反应物们更好地利用这段“假期”，别白白浪费了时间。

每一秒钟都能产生能量，谁不想把自己的假期玩得尽兴呢？3. 实验步骤3.1 准备工作在正式开始之前，咱们得先准备好一切材料。

这包括反应器、流体、一些测量工具，还有最重要的人——就是我们这些“小白鼠”。

在这之前，先来一杯咖啡，保持头脑清醒，毕竟反应可不能慢半拍。

接下来，我们要把流体注入反应器中，这就像给反应器加油。

流体的流速得调到合适的水平，太快就像坐过山车，太慢则显得有些拖沓，关键在于把握好这个“度”。

然后就可以开始观察流体在反应器中的运动轨迹，记录下每一次的停留时间。

3.2 数据记录与分析观察的过程可真是眼花缭乱，流体在反应器中来来回回，像极了追赶梦想的小年轻。

每当流体通过特定的检测点，我们就记录下它的到达时间和离开时间。

实验一多釜串联连续流动反应器中停留时间分布的测定一、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描述返混程度，从而认识限制返混的措施。

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、掌握多釜串联模型参数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。

然而在测定不同状态的反应器内停留时间分布时，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，而必须借助于反应器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，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E(t)和停留时间分布函数F(t)。

停留时间分布密度函数E(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E(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的物料所占的分率。

停留时间分布的测定方法有脉冲输入法、阶跃输入法等，常用的是脉冲输入法。

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：E(t)dt＝VC(t)/Q (1)⎰∞=)(dtt VCQ (2)所以 ⎰⎰∞∞==)()()()()(dtt C t C dtt VC t VC t E (3)由此可见E (t )与示踪剂浓度C (t )成正比。

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的电导值。

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E (t )∝L (t )，这里L(t)＝L t －L ∞，L t 为t 时刻的电导值，L ∞为无示踪剂时电导值。

实验一多釜串联连续流动反应器中停留时间分布的测定实验目的：测定多釜串联连续流动反应器中的停留时间分布。

实验原理：多釜串联连续流动反应器是由多个容积相等的釜串联而成的反应器。

在反应过程中，反应物随着流体一起在不同釜内流动。

在不同釜内停留的时间不同，即停留时间分布不同。

停留时间分布的测定可以帮助了解反应器的传质和反应过程。

测定停留时间分布的方法有很多，其中一种是通过追踪单个分子的行踪来测定停留时间分布。

具体原理如下：追踪单个分子实验的基本原理是在反应混合物中加入极微小的标记剂，使得反应混合物中只有非常少量的分子带有标记剂。

标记剂可以是荧光分子、放射性同位素或其他具有特殊性质的分子。

在反应过程中，标记剂所在的分子会随着流体在不同的釜内流动，并在其中停留不同的时间。

通过对标记剂的跟踪，可以测定不同停留时间釜内的标记分子数目，进而得到停留时间分布。

实验步骤：1.准备多釜串联反应器，并安装流速计和采样管。

2.将标记剂加入反应混合物中。

3.将反应混合物注入反应器，开始反应。

4.在不同时间内采取样品，对样品中的标记分子进行计数和浓度测定，得到停留时间分布。

实验注意事项：1.要使用极微小的标记剂，确保标记分子的数量足够少，否则会影响停留时间分布的测定结果。

2.要准确地测定标记分子的浓度，可以使用荧光探测器、放射性探测器等设备进行测定。

3.要保证反应混合物的均匀性，避免反应过程中发生不均匀的分布，影响测定结果。

实验结果：通过单个分子追踪实验，可以得到多釜串联流动反应器中的停留时间分布。

停留时间分布的形状和峰值位置可以反映反应器的传质效率和反应速率等重要参数。

对于反应器的设计和优化，停留时间分布的测定是非常重要的。

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：0.1`)(0=⎰∞dt t E (1) E(t)可以用其他量表示为)()/()(0t c M Q t E ⋅= (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2t σ，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：∑∑∑∑====-∆∆=∆∆=Ni iAiNi iAii Ni iiN i iiit ct ct tt E t t E t t 1111)()( (3)211221122)()(t t ct ct t t t E t t E tNi iAiNi iAii N i iiNi ii it-∆∆=-∆∆=∑∑∑∑====σ (4) 式中△ti 是两次取样时间，若等时间间隔取样，2112211t cct cct t Ni AiNi Aii tNi AiNi Aii -==∑∑∑∑====-σ (5)对恒容稳定流动系统有： τ==-v V t R(6) 为了使用方便，常用对比时间τθt=来代换t ，经这样变换后，有以下关系：)()(t E E τθ= (7)222τσσθt = (8)对全混流12=θσ，对活塞流02=θσ，对一般情况102<<θσ。