停留时间分布综合实验概要.docx
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 .了解多级混合釜、管式反应器特性。3 . 了解和掌握停留时间分布函数的基本原理；4 .了解停留时间分布与模型参数的关系；5 .了解和掌握模型参数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和停留时间分布函数F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来。函数E(l)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)dto根据定义，E有归一化性质：.力= 1.0(1)0E可以用其他量表示为E(r) =(e()/M)c(r)其中：Qo主流体体积流量，M为示踪物量，c为I时刻流出的示踪剂浓度。对停留时间分布密度函数E有两个重要概念，数学期望/和方差它们分别定义为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I下的样品，则：NN_ Z 七七(方)M Z 4 cAiMT= i=NN。；二弓i T-(4)1=1f=l（2）双釜串联停留时间分布图（流量Q=4L/h）400-111111111050010001500200025003000时间S（3）计算E（t） , c"）加，£, o；, oj, N 计算方法同上。计算结果如下表：f c(t)dtJoJoI ctdtt (s)26区N电导率表13. 9652400.7142. 845X106605. 5003. 509X10'0. 9571.045电导率表23. 6383434. 7754. 756X 10,944. 3684. 065X100. 4562. 193电导率表3. 7093545. 47764. 722X10955. 9093. 594X10,0. 3932. 543（4）实验分析a.本实验计算出釜数N比较接近真实情况，说明原料返混程度较小，这可能是由于流量大, 原料来不及返混就已经流出反应釜。b.表2和表3停留时间分布曲线几乎重合，说明表2和表3之间的管路体积比较小。5 .双釜串联停留时间分布（流量Q=lL/h）（1）数据记录时间（s）表1表2表3表1浓度表2浓度表3浓度表 lE(t)表 2E(l)表 3E(l)0541533560 0.0001578.90556E-050. 0003181.00992E-059.75096E-062.79727E-0530605533560 0.0007018.90556E-050. 0003184.50738E-059.75096E-062.79727E-0560803533560 0.0023838.90556E-050. 0003180.0001532769.75096E-062.79727E-0590954533560 0.0036668.90556E-050. 0003180.0002357959.75096E-062.79727E-051201034536560 0.0043460. 0001145470. 0003180.0002795131.25121E-052.79727E-0515010805630.0047370.0001655310. 0003140.0003046511.81245R-053. 02117E-0518011125680.0050090.0002250120.0003860.0003221382. 46372E-053.39433E-0521011305760.0051620.0002929910.0004540.0003319753.20804E-053.99139E-0524011435840.0052720.0003694660.0005220.0003390794.04539E-054.58846E-0527011525930.0053490.0004374440.0005990.0003439974.78971E-055. 26015E-0530011626020. 0054340.000513920.0006750.0003494625.62706E 055.93185E-0533011696120.0054930.0005903960. 000760.0003532876. 46442E-056.67817E-0536011756210.0055440.0006668710.0008370.0003565667.30177E 057.34987E 0539011796310.0055780. 0007-133470. 0009220.0003587528. 13912E-058. 0962E-0542011836400.0056120.0008113250.0009980.0003609388.88344E 058.76789E-0545011866490.0056380.0008793010. 0010750. 0003625779.62775E-059. 43959E-0548011886580.0056550.0009302870.0011510.000363670.000101860. 00010111351011906680.0056720.0010322550.0012360.0003647630.0001130250. 00010857654011926760.0056890.0010917360.0013040.0003658560. 0001195370. 00011454757011936850. 0056970.0011597140.0013810.0003664030.000126980. 00012126460011936930.0056970.0012191950.0014490.0003664030.0001334930.00012723463011946737010.0057060.0012786760.0015170.0003669490.0001400060.00013320566011946807090.0057060.0013381570.0015850.0003669490.0001465190.00013917669011936877170. 0056970.0013976380.0016530.0003664030.0001530320. 0001451-1672011926947240.0056890. OOM571190.0017120.0003658560.0001595440.0001503775011917017320.005680.00151660. 001780. 000365310.0001660570.00015634178011907067390.0056720.0015590870.0018390. 0003647630.0001707090.00016156581011887117450.0056550. 0016015730. 001890. 000363670.0001753610.00016601384011867187520.0056380.0016610540. 001950. 0003625770.0001818710.00017126887011847247590. 0056210.0017120380.0020090.0003614850.0001874560.00017649290011837297650.0056120. 0017545240. 002060.0003609380.0001921080. 0001809793011817347710.0055950.0017970110. 0021110.0003598450.000196760.00018544896011797397770.0055780.0018391970.0021620.0003587520.0002014120.00018992699011767457830.0055530.0018904810. 0022130.0003571130.0002069940.000194404102011757497880.0055440.001924470.0022560.0003565660.0002107160.000198135105011737547930.0055270.0019669570.0022980.0003554730.0002153680.000201867108011717597990.005510.0020094430.0023490.000354380.000220020.000206345111011697648040. 0054930.002051930.0023920.0003532870.0002246720.000210077114011667688090. 0054680.0020859190.0024340.0003516480.0002283930.000213808117011637738150.0054420.0021284050. 0024850.0003500080.0002330150.000218286120011607778190.0054170.0021623940.0025190.0003483690.0002367670.000221272123011567818240.0053830.0021963830.0025620.0003461830.0002104880.000225003126011567858280.0053830.0022303730.0025960.0003461830.000244210.000227988129011537888330.0053570.0022558650.0026380.0003445410.0002470010.00023172132011507938370.0053320.0022983510.0026720.0003429040.0002516530.000234705135011477968410.0053060.0023238430.0027060.0003412650.0002544440.000237691138011447998450.0052810.0023493350. 002740.0003396250.0002572360.000240676141011418028490. 0052550.0023748270.0027740.0003379860.0002600270. 000243661144011388058520. 005230.0024003180. 00280.0003363470.0002628180.0002459147011368088560.0052130.002425810.0028340.0003352540.0002656090.000248886150011348138610. 0051960.0024682970.0028760.0003341610.0002702610.000252617153011298178670. 0051530.0025022860.0029270.0003314280. 0002739830.000257095156011238218720.0051020.0025362750.002970.0003281490.0002777040.000260827159011188258770. 005060.0025702640.0030120.0003254170.0002814260.000264559162011128298810.0050090.0026042530.0030460.0003221380.0002851470.000267544165011068338850. 0049580.0026382430. 003080.0003188590.0002888690.000270529168011018368890. 0049160.0026637340.0031140.0003161270.000291660.000273514171010958408930. 0048650.0026977240.0031480.0003128480.0002953820.0002765174010908438970. 0048220.0027232150.0031820.0003101160.0002981730. 000279185177010848469010. 0047710.0027487070.0032160.0003068370.0003009640.00028247180010788499040.004720.0027741990. 0032420.0003035580.0003037550.000284709183010728529080.0046690.0027996910.0032760.0003002790. 0003065460.0002876951860106885491 10.0046350.0028166860.0033010.0002980930.0003084070.000289934189010638569140.0045930.002833680.0033270.0002953610.0003102680.000292173192010578589160. 0015120.0028506750.0033440.0002920820.0003121290.000293665195010518609190.0044910.0028676690.0033690.0002888030.000313990.000295901198010468629210.0044480. 0028816640.0033860.0002860710.000315850.000297397201010408639230.0043970.0028931610. 0034030.0002827920.0003167810.00029889201010358659260. 0043550.0029101560.0034280.0002800590.0003186410.000301129207010308689270.0043120.0029356480. 0034370.0002773270.0003214330.000301875210010258699290. 004270.0029441450.0034540.0002745950.0003223630.000303368213010208719310.0012270.002961140.0034710.0002718620.0003242240. 00030186216010158729330. 0041850.0029696370.0034880.000269130.0003251540.000306353219010128739350.0041590.0029781340. 0035050. 000267490.0003260850.000307846222010088749360.0041250.0029866310.0035130.0002653040.0003270150.000308592225010038759370.0010830.0029951290.0035220. 0002625720.0003279450.00030933822809998769380.0040490.0030036260. 003530. 0002603860.0003288760.00031008523109958779400.0040150.0030121230. 0035170.00025820.0003298060.00031157723409918789410.0039810.0030206210.0035560.0002560110. 0003307370.00031232423709878799420. 0039170.0030291180. 0035610.0002538280.0003316670.0003130724009808809430.0038870.0030376150.0035730.0002500030.0003325970.00031381624309688819450. 0037850. 0030461120.003590.0002434450.0003335280.00031530924609568829460.0036830. 003054610.0035980.0002368880.0003344580.00031605524909458829480.003590.003054610.0036150.0002308760.0003344580. 00031754825209348829480. 0034960.003051610.0036150.0002248650.0003344580. 00031754825509238819490. 0034030.0030461120.0036240.0002188540.0003335280. 00031829425809128809490. 003310.0030376150.0036240.0002128430.0003325970.00031829426109018799490.0032160.0030291180.0036240.0002068310.0003316670.00031829426408908789480.0031230.0030206210.0036150.000200820.0003307370.00031754826708818770. 003016 0. 003012123 0. 0036070.0001959020.000329806 0.00031680127008728750.00297 0. 002995129 0. 0035980.0001909830.000327945 0.00031605527308548740. 002817 0. 002986631 0. 0035810.0001811470. 000327015 0.00031456227608710. 0027-10. 00296114 0. 0035730.0001762280. 000324224 0. 00031381627908680.002672 0. 002935648 0. 0035560.0001718570. 000321433 0. 00031232428208660. 002613 0. 002918653 0.003530.0001680310. 000319572 0.00031008528508640. 002553 0. 002901659 0.0035130.0001642060. 000317711 0.00030859228808610. 002502 0.002876167 0.0031960. 0001609270. 00031492 0. 00030709929108580. 002443 0. 002850675 0. 0034710.0001571020. 0003121290. 0003048629408550. 002392 0. 002825183 0.0034450.0001538230. 000309338 0. 00030262129708530. 002341 0. 002808188 0.003420.0001505440. 000307477 0. 00030038230008500.002298 0.002782697 0. 0033950.0001478120. 000301686 0. 00029814330308470. 002256 0. 002757205 0. 0033690.0001450790. 000301894 0. 00029590130608440. 002213 0. 002731713 0. 0033520.0001423470. 000299103 0. 00029441230908110. 002171 0.002706221 0. 0033270. 00013961-10. 000296312 0.00029217331208370.00212 0. 002672232 0. 0032930.0001363360. 00029259 0. 00028918731508320. 002069 0. 002629745 0. 0032670.0001330570. 000287939 0. 00028694831808280. 002018 0. 002595756 0. 0032330.0001297780. 000284217 0. 00028396332108230.001950. 00255327 0. 0031910. 0001251060. 000279565 0.00028023132408170.001882 0. 002502286 0.0031180.0001210340.0002739830. 000276532708120. 001823 0. 002459799 0. 0031060.0001172090. 000269331 0. 00027276833008070. 001763 0. 002417313 0. 0030550. 0001133840. 0002646790. 0002682933308010. 001695 0.002366329 0. 0030120.0001090120. 000259096 0. 00026455933607960. 001644 0. 002323843 0. 002970.0001057330. 000254444 0. 00026082733907910. 001593 0. 002281356 0.002910.0001024540.000249792 0. 00025560331207860.0015420. 00223887 0. 0028689.91751E-050. 00024514 0. 00025187134507800.001491 0. 002187886 0. 0028259. 58962E-050. 000239558 0.00024813931807740. 00144 0. 002136902 0. 0027749.26173E 050. 000233976 0.00024366135107630. 001347 0. 002043432 0. 0027238.66061E-050.000223711 0. 00023918335407570.001304 0.001992449 0.0026728. 38737E-050. 000218159 0. 00023470535707520.001262 0. 001949962 0. 0025628. H4J3E-050. 000213507 0. 00022500336007460. 001228 0. 001898978 0. 0025027.89554E-050. 000207925 0. 00021977936307100. 001185 0.001847995 0.0024687.6223E-050. 000202342 0. 00021679436607340. 001143 0. 0017970110. 00247.34906E-050. 00019676 0. 00021082336907280. 0011 0. 001716027 0. 0023587.07582E-050. 000191178 0.00020709137207220. 001058 0.001695043 0.0022986. 80258E-050. 000185595 0. 00020186737507160.0010240. 00164406 0. 0022396. 58399R-050. 000180013 0.000196643378071!0. 000981 0. 001601573 0.0021796. 31075E-050. 000175361 0.00019141838107050. 000939 0. 001550589 0. 0021286. 03751E-050. 0001697790. 0001869138406990. 000905 0.001-199606 0.0020695.81892E-050. 000164196 0. 00018171638706930. 000871 0. 001448622 0.0020185. 60033E 050.000158614 0.00017723839006880. 000837 0. 001406136 0. 0019675. 38171E-050. 0001539620.0001727639306820. 000811 0. 001355152 0. 0019165.2178E-050. 00014838 0. 00016828239606780. 000786 0. 001321163 0. 0018565. 05385E 050. 000144658 0.00016305839906720. 000752 0. 001270179 0. 0018064.83526E-050. 0001390760. 0001585840206670. 000726 0. 001227692 0. 0017634.67132E-050.000134424 0. 00015484810506640. 000718 0. 001202201 0.0017124.61667区 050. 0001316320. 00015037,10806590. 000701 0.001159714 0. 00167475O738E-O50. 00012698 0.0001-1663941106530. 0006920. 00110873 0. 0016274.45273E-050. 000121398 0. 00014290741406480. 000658 0. 00106624 1 0. 0015854.23414E-050. 000116716 0.00013917641706430. 000633 0. 001023757 0. 0015344.07019E-050. 000112094 0.00013469842006380. 000599 0.000981271 0. 001 1743.8516E-050.000107442 0.00012947342306330.000573 0.000938785 0.0014323.68766E-050. 00010279 0. 00012574242606290. 000548 0. 000904795 0. 0013813.52372E-059. 90687E-05 0.00012126442906240. 000522 0.000862309 0.0013383.35977E-059. 44167E-05 0. 00011753243206200. 0001970. 00082832 0. 0012963.19583R-059. 06952E-050. 000113843506170.00048 0. 000802828 0. 0012533. 08653E 058. 7904E 05 0.00011006943806120. 000163 0.000760341 0.0012112.97724E-058. 3252E-05 0. 00010633744106080. 000146 0. 000726352 0. 0011772.86794E-057. 95304E-05 0. 00010335244406040. 000129 0. 000692363 0. 0011342.75865E-057. 58089E 05 9. 96202E 0544706000. 000403 0.000658374 0. 0010922.5947E-057. 20873E-05 9. 58885E-0545005960. 000386 0.000624385 0.0010492. 48541E-05
