多釜串联反应器中返混状况测定
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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⎰∞==dtt Vc Q Q dt t Vc dt t E所以)3()()()()()(0⎰⎰∞∞==dtt c t c dtt 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 )(,tL 为t 时刻的电导值,∞L 为无示踪剂时的电导值。
实验十四 连续流动反应器中的返混测定A 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,从而认识限制返混的措施。
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 的物理意义及计算方法。
B 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。
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 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)()⎰∞=dt t VC Q (2)所以()()()()()dtt C t C dt t VC t VC t f ⎰⎰∞∞==(3)由此可见()t f 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 为无示踪剂时电导值。
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。
连续流动反应器中返混测定一实验目的本实验通过三釜反应器中停留时间分布的测定,本实验目的为(1)掌握停留时间分布的测定方法。
(2)掌握如何应用停留时间分布的测定来描述反应器中的逆向混合情况。
(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。
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。
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NdN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。
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。
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) ⎰∞=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。
【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。
【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。
实验四_多釜串联返混性能测定
多釜串联返混性能测定是为了研究多釜对流体产生的返混效果,也就是涡轮机叶轮后的叶片环境的流动特性,它通常用于计算涡轮机叶片的设计性能。
多釜串联返混实验是以流体流动的方式来检测叶轮后段的返混特性,多釜串联返混实验还可以检测后段环境参数(动量系数、压力系数、损失系数等)的变化,以便了解叶轮性能。
多釜串联返混实验的实验装置主要包括:水桶、多釜、进口压力表和涡街流量计等组成。
在试验前,必须将水桶里的水添加足够的二氧化硫,使没有任何沉淀,并且控制好水温与压力。
多釜的转速由变频器控制。
为了一致性,通常要求实验参数不变,必要时可以做调节,使实验参数分布在合适的区间内。
多釜串联返混实验一般分为两个阶段:定力学阶段和动能阶段。
定力学阶段主要检测进口、出口压力差以及损失系数等参数,动能阶段主要检测动量系数等参数。
实验过程主要分为测量、计算和绘图三个步骤。
在此流程中,首先需要对叶片周围的环境进行测量,然后进行计算,计算的结果将用于绘图,从而得到测定的参数。
多釜串联返混实验可以检测涡轮机叶片的设计性能,为涡轮机的效率设计提供重要的研究数据。
通过严格的实验来测量,可以得出合适的参数,用于优化涡轮机的设计和性能计算。
此外,多釜串联返混实验还能够研究涡轮机叶轮后环境参数的变化,并为叶轮性能研究提供数据支持。
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NaNO
3
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NaNO
3
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:0
100
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)。
H.返回程序主界面,重复以上4-6步
操作,获取循环情况下的实验结果
J、停车操作,关闭设备。
I、停车操作,关闭介质水。
做错次数:0
100
模块实验报告--实
验目的
题目权重请单击本次实验目的前的复选框作出 5
名称选择,答案不止一项。
A、掌握停留时间分布的测定方法。
B、了解停留时间分布与多釜串联模型
的关系。
C、了解模型参数N的物理意义及计算
方法。
D、掌握釜式反应器的安装方法。
E、掌握电导率仪表的通讯原理。
你的回答
本模块得分[满
分100] A,B,C 100
模
块名称实验报告--实
验原理
题目权重
请单击本次实验原理前的复选框作出
选择,答案不止一项。
A、返混与停留时间分布存在一一对应
的关系。
B、返混是指不同停留时间的物料之间
的混和。
C、模型参数n和方差倒数关系。
D、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。
E模型参数n的取值必须为正整数。
5
你的回答
本模块得分[满
分100]
B,D 100
模
块名称实验报告--画
装置图
题目权重请单击本次实验仪器前的复选框作出
选择,答案只有一项。
A、乙苯脱氢制苯乙烯全套装置图片
B、连续循环反应器中返混状况测定全
套装置图片
C、多釜串联反应器中返混状况全套装
置图片
D、连续循环反应器中返混状况测定全
套装置图片
E、变压吸附实验全套装置图片
5
你的回答本模块得分[满分100]
C 100 模
块名称实验报告--工
艺参数
题目权重
请单击本次实验物性常数前的复选框
作出选择,答案不止一项。
A、示踪迹为新鲜配制的饱和KCl溶
液。
B、实验采用测定系统电导率值的方法
来间接获取示踪迹浓度。
C、搅拌转速三釜系统为150rpm,单
釜系统为300rpm。
D、三釜系统和单釜系统的流量均为
15~20L/hr。
5
你的回答
本模块得分[满
分100]
A,B,D 100
模
块名称实验报告--实
验步骤
题目权重请单击本次实验步骤前的复选框作出
选择,答案不止一项。
A、开启计算机上的在线检测程序,填
写相关参数,进入数据采集界面。
B、调节单釜和三釜反应器搅拌转速。
C、切换到三釜界面,重复以上6-7步
操作。
D、停车操作,关闭设备。
E、停车操作,关闭介质水。
F、开启自来水龙头。
G、开启设备电源,观察各釜电导率仪
表的读数。
H、调节设备上三釜与单釜流量计,使
流量均为20L/hr。
I、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。
J、用带针头的针筒取3-5毫升示踪剂
饱和氯化钾水溶液,迅速注入单釜反
10
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。
你的回答本模块得分[满分100]
F,H,G,B,A,J,I,C,D,E 100 模
块名称实验报告--实
验结果
题目权重
请单击本次实验结果前的复选框作出
选择。
A、三釜系统的模型参数n,从第一个
釜到第三个釜,n值一次增大。
B、单釜系统的模型参数n和三釜系统
从第一个釜n值接近。
C、三釜系统的模型参数n,从第一个
釜到第三个釜,值一次增小。
D、单釜系统的模型参数n和三釜系统
从第三个釜n值接近。
10
你的回答
本模块得分[满
分100]
C,D 0
模
块名称思考练习
题目权重
思考练习
1明确实验目的是什么?
2在本次实验中,限制返混的手段是
什么,采用该限制手法是要注意什
么?
3本次试验中通过什么方法而非示踪
迹浓度来间接获取反应器中停留时间
分布情况?
4多釜串联模型的建立基于哪些假定,
其他建模理论依据是什么?
20
你的回答
本模块得分[满
分100]
(1)明确实验目的是什么?
学生回答:答:(1)了解停留时间分
布的测定方法。
(2)了解停留时间分
布与多釜串联的关系 (3)了解模型参
本模块为主观
题,由教师根据
数N的物理意义及计算方法。
(2)在本次实验中,限制返混的手段是什么,采用该限制方法时要注意什么?
学生回答:答:分割,要注意分割有横向分割和纵向分割两种。
当一个釜式反应器被分成多个反应器,返混程度就会降低。
(3)本次实验中通过什么方法而非示踪剂浓度来间接获取反应器中停留时间分布情况?
学生回答:答:脉冲法
(4)多釜串联模型的建立基于哪些假定,其建模理论依据是什么
学生回答: 学生回答进行计
分。