工程实验讲义
反应工程实验讲义
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。
水污染控制工程实验讲义
水污染控制工程实验讲义《环境工程》教研组编徐州师范大学化学化工学院实验一混凝实验主题词：混凝混凝剂投药量主要操作：搅拌测定浊度一、实验目的分散在水中的胶体颗粒带有电荷，同时在布朗运动及其表面水化膜作用下，长期处于稳定分散状态，不能用自然沉淀法去除。
向这种水中投加混凝剂后，可以使分散颗粒相互结合聚集增大，从水中分离出来。
由于各种原水有很大差别，混凝效果不尽相同。
混凝剂的混凝效果不仅取决于混凝剂投加量，同时还取决于水的PH、水流速度梯度等因素。
通过本实验希望达到下述目的：（1）观察混凝现象及过程，了解混凝的净水机理及影响混凝的重要因素；（2）掌握求得某水样最佳混凝条件（投药量、pH）的基本方法。
二、实验原理水中粒径小的悬浮物以及胶体物质，由于微粒的布朗运动，胶体颗粒间的静电斥力和胶体的表面作用，致使水中这种浑浊状态稳定。
化学混凝的处理对象主要是废水中的微小悬浮物和胶体物质。
根据胶体的特性，在废水处理过程中通常采用投加电解质、不同电荷的胶体或高分子等方法破坏胶体的稳定性，然后通过沉淀分离，达到废水净化效果的目的。
关于化学混凝的机理主要有以下四种解释。
1、压缩双电层机理当两个胶粒相互接近以至双电层发生重叠时，就产生静电斥力。
加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力将部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。
由于扩散层减薄，颗粒相撞时的距离减少，相互间的吸引力变大。
颗粒间排斥力与吸引力的合力由斥力为主变为以引力为主，颗粒就能相互凝聚。
2、吸附电中和机理异号胶粒间相互吸引达到电中和而凝聚；大胶粒吸附许多小胶粒或异号离子，ξ电位降低，吸引力使同号胶粒相互靠近发生凝聚。
3、吸附架桥机理吸附架桥作用是指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的现象。
4、沉淀物网捕机理当采用铝盐或铁盐等高价金属盐类作凝聚剂时，当投加量很大形成大量的金属氢氧化物沉淀时，可以网捕、卷扫水中的胶粒，水中的胶粒以这些沉淀为核心产生沉淀。
生物分离工程实验讲义(生工09)
实验一牛乳中酪蛋白的提取一、实验目的1、掌握等电点法提取蛋白的基本原理及基本操作；2、掌握双缩脲法测定蛋白含量的基本原理及基本操作。
二、实验原理酪蛋白是乳蛋白质中最丰富的一类蛋白质，约占乳蛋白的80~82%，酪蛋白不是单一的蛋白质，是一类含磷的复合蛋白质混合物，以一磷酸酯键与苏氨酸及丝氨酸的羟基相结合。
它还含有胱氨酸和蛋氨酸这两种含硫氨基酸，但不含半胱氨酸。
它在牛乳中的含量约为35g/L，比较稳定，利用这一性质，可以检测牛乳中是否掺假。
酪蛋白在其等电点时由于静电荷为零，同种电荷间的排斥作用消失，溶解度很低，利用这一性质，经牛乳调到pH4.6，酪蛋白就从牛乳中分离出来。
酪蛋白不溶于乙醇，这个性质被利用来从酪蛋白粗制剂中将脂类杂质除去。
在乳制品加工或成品中，酪蛋白含量是一个常需测定的指标。
常用于测定酪蛋白的方法是先将酪蛋白在等电点沉淀，再用凯氏定氮法测定。
本实验采用双缩脲法测定酪蛋白。
其原理为：蛋白质含肽键，肽键在碱性溶液中可与铜离子形成紫红色化合物，在540nm波长处有最大吸收，其颜色深浅与蛋白质浓度成正比，而与蛋白质分子量及氨基酸组成无关。
三、材料与试剂市售牛奶10mg/mL酪蛋白标准溶液（用0.1M NaOH配制）0.1M NaOH溶液、0.2 M pH4.6的HAc－NaAc缓冲液双缩脲试剂：称取硫酸铜（CuSO4·5H2O）1.5 g，加水100 mL，加热助溶；另称取酒石酸钾钠（NaKC4H4O6·4H2O）6.0g、碘化钾5g溶于500 mL水中。
两液混匀后，在搅拌下加入10%NaOH 300 mL，后用水稀释至1000 mL，贮存于塑料瓶中。
此液可长期保存，若瓶底出现黑色沉淀则需重新配制。
四、操作步骤1、牛乳中酪蛋白的等电点沉淀用量筒量取25 mL牛乳两份分别置于50 mL 烧杯中，水浴加热至40℃，在搅拌下慢慢加入到已预热至40℃的等体积的0.2 M pH 4.6的HAc－NaAc缓冲液中，混匀，冷却静置30 min沉淀酪蛋白后，3000 r/min 离心15 min，弃上清液，收集沉淀。
8讲义(杨氏模量)
实验十拉伸法测金属杨氏模量【实验简介】杨氏模量是工程材料的重要参数，它是描述材料刚性特征的物理量，杨氏模量越大，材料越不易发生变形，杨氏模量可以用动态法来测量，也可以用静态法来测量。
本实验采用静态法。
对于静态法来说，既可以用金属丝的伸长与外力的关系来测出杨氏模量，也可以用梁的弯曲与外力的关系来测量。
静态法的关键是要准确测出试件的微小变形量。
杨氏模量是重要的物理量，它是选定构件材料的依据之一，是工程技术常用参数，在工程实际中有着重要意义。
托马斯.杨生（Thomas Y oung ，1773-1829）是英国物理学家，考古学家，医生。
光的波动说的奠基人之一。
1773年6月13日生于米尔费顿，曾在伦敦大学、爱丁堡大学和格丁根大学学习，伦敦皇家学会会员，巴黎科学院院士。
1829年5月10日去世。
早期提出和证明了声波和光波的干涉现象（著名杨氏双缝干涉实验），并用光的干涉原理解释了牛顿环现象等。
1807年提出了表征弹性体的量——杨氏模量。
【实验目的】1、学会测量杨氏模量的一种方法（静态法）；2、掌握用光杠杆法测量微小长度变化的原理（放大法）；3、学习用逐差法处理实验数据。
图10-1 托马斯.杨【实验仪器及装置】杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜标尺组、螺旋测微器（25mm、0.01mm）、游标卡尺（125mm、0.02mm）及钢卷尺(2m、1mm)等L图10-2 望远镜标尺图10-3 杨氏模量测定仪图10-4 实验装置放置图【实验原理】1、静态法测杨氏模量一根均匀的金属丝或棒，设其长度为L ，截面积为S,在受到沿长度方向的外力F 的作用下伸长L ∆。
根据胡克定律可知，在材料弹性范围内，其相对伸长量L L /∆(应变)与外力造成的单位面积上受力F/S(应力)成正比，两者的比值LL S F Y //∆=(10-1)称为该金属丝的弹性模量，也称杨氏模量，它的单位为2/N m (牛顿/平方米)。
实验证明，杨氏模量与外力F 、物体的长度L 和截面积S 的大小无关，只取决于被测物的材料特性，它是表征固体性质的一个物理量。
工程光学(1)_实验讲义
实验一光学实验主要仪器、光路调整与技巧1.引言不论光学系统如何复杂，精密，它们都是由一些通用性很强的光学元器件组成的，因此，掌握一些常用的光学元器件的结构，光学性能、特点和使用方法，对于安排实验光路系统时，正确的选择和使用光学元器件具有重要的作用。
2.实验目的1)掌握光学专业基本元件的功能；2)掌握基本光路调试技术，主要包括共轴调节和调平行光。
3.实验原理光学实验仪器概述:光学实验仪器主要包括：光源，光学元件，接收器等。
常用光源光源是光学实验中不可缺少的组成部分，对于不同的观测目的，常需选用合适的光源，如在干涉测量技术中一般应使用单色光源，而在白光干涉时又需用能谱连续的光源（白炽灯）；在一些实验中，对光源尺寸大小还有点、线、面等方面的要求。
光学实验中常用的光源可分为以下几类：1）热辐射光源热辐射光源是利用电能将钨丝加热，使它在真空或惰性气体中达到发光的光源。
白炽灯属于热辐射光源，它的发光光谱是连续的，分布在红外光、可见光到紫外光范围内，其中红外成分居多，紫外成分很少，光谱成分和光强与钨丝温度有关。
热辐射光源包括以下几种：普通灯泡，汽车灯泡，卤钨灯。
2）热电极弧光放电型光源这类光源的电路基本上与普通荧光灯相同，必须通过镇流器接入220V点源，它是使电流通过气体而发光的光源。
实验中最常用的单色光源主要包括以下两种：纳光灯（主要谱线：、），汞灯（主要谱线：、、、、、、、）3）激光光源v1.0 可编辑可修改激光（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，缩写： LASER)，是指通过辐射的受激辐射而实现光放大，即受激辐射的光放大。
激光器作为一种新型光源，与普通光源有显著的差别。
它是利用受激辐射的原理和激光腔的滤波效应，使所发光束具有一系列新的特点。
①激光器发出的光束有极强的方向性，即光束的发散角很小；②激光的单色性好，或者说相干性好，其相干长度可以达十米甚至数百米；③激光器的输出功率密度大，即能量高度集中。
工程热力学实验讲义
第一章 工程热力学§1-1 空气绝热指数的测定实验一、实验目的通过测量绝热膨胀和定容加热过程中空气的压力变化，计算空气绝热指数。
理解绝热膨胀过程和定容加热过程以及平衡态的概念。
二、实验原理气体的绝热指数定义为气体的定压比热容与定容比热容之比，以K 表示，即p vc k c =。
本实验利用定量空气在绝热膨胀过程和定容加热过程中的变化规律来测定空气的绝热指数K 。
实验过程的P-V 图如图1所示。
图中AB 为绝热膨胀过程；BC 为定容加热过程。
图1 等容和绝热过程AB 为绝热过程，1122k kp v p v = （1） BC 为定容过程，23v v = （2）假设状态A 和C 温度相同，则23T T =。
根据理想气体的状态方程，对于状态A 、C 可得：1133p v p v = （3）将（3）式两边K 次方得：()()1133kkp v p v = （4）由（1）、（4）两式得，1132kp p p p ⎛⎫=⎪⎝⎭，再两边取对数，得： 1213ln ln p p k p p ⎛⎫ ⎪⎝⎭=⎛⎫ ⎪⎝⎭（5）因此，只要测出A 、B 、C 三状态下的压力123,,p p p 且将其代入（5）式，即可求得空气的绝热指数k 。
三、实验装置空气绝热指数测定仪由刚性容器，充气阀、排气阀和U 型差压计组成，如图2所示。
空气绝热指数测定仪以绝热膨胀和定容加热两个基本热力过程为工作原理，测出空气绝热指数。
整个仪器简单明了，操作简便，有利于培养学生运用热力学基本和公式从事实验设计和数据处理的工作能力，从而起到巩固和深化课堂教学内容的实际效果。
图2 空气绝热指数测定装置示意图1－有机玻璃容器；2－进气及测压三通；3 U 型压力计；4 －气囊；5－放气阀门。
四、实验步骤实验对装置的气密性要求较高。
因此，在实验开始时，应检查其气密性。
通过充气阀对刚性容器充气，使U 型压差计的水柱h ∆达到2200mmH O 左右，记下h ∆值，5分钟后再观察h ∆值，看是否发生变化。
环境工程专业实验讲义(2013)分析解析
-环境工程基础实验-“环境工程基础实验”是环境工程专业必修课，是《环境工程原理》课程教学的重要组成部分，是培养环境工程技术人员的必修课，其目的是巩固和加强学生对基本原理的理解、贯通和融化，提高学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，并且培养学生在实验中的操作技能，提高学生对实验数据的分析与处理能力。
本课程的实验内容选用目前较常用的水处理工艺和技术，对于开阔学生视野、提高理论水平具有十分重要的意义。
实验Ⅰ 颗粒自由沉淀实验颗粒自由沉淀实验是研究在废水中悬浮颗粒浓度较稀时，颗粒依靠重力作用而沉淀的基本规律。
一般是通过沉淀柱静沉实验，获得颗粒沉淀曲线。
本实验不仅具有理论指导意义，而且也为某些构筑物（如沉砂池）的设计提供重要依据。
一、[实验目的]1. 通过实验加深对自由沉淀的概念、特点、规律的理解。
2. 掌握颗粒自由沉淀实验方法，并对实验数据进行分析、整理、计算和绘制沉淀关系曲线。
二、[实验原理]悬浮物浓度不高，在沉淀过程中，颗粒间互不碰撞，呈单颗粒状态，各自独立完成沉淀过程，其沉淀轨迹为直线。
典型例子是砂粒在沉砂池中的沉淀以及悬浮物浓度较低的废水在初沉池中的沉淀过程。
自由沉淀过程可用牛顿第二定律描述，其沉淀速度符合斯托克斯公式。
悬浮颗粒在沉淀池内的运动规律，Hazen 和Camp 提出了理想沉淀池的概念。
沉淀池能够去除的颗粒包括u > u 0 以及u < u 0 的两部分，故去除率η为：000001(1)(1)100%(2)p ip udp u orC C C ηη=-+⋅⋅⋅⋅⋅-=⨯⋅⋅⋅⋅⋅⎰P 0为沉淀速度小于最小沉淀速度（u 0）的颗粒在全部悬浮颗粒中所占的百分数(00iC p C =,剩余量,)；1-P 0（去除量）为沉淀速度大于最小沉淀速度（u 0）的颗粒去除百分数。
式（1）是悬浮颗粒去除率的累积曲线计算法。
通过下式计算沉淀速率，即01060i h u t ⨯=⨯式中u-----沉淀速率（mm/s ）； h 0----取样口高度（cm ） t i ----沉淀时间（min ）三、[实验器具与设备]1. 自由沉淀装置（沉淀拄，储水箱，水泵空压机）；2. 计时秒表；3. 分析天平（1/10000 1台）4. 恒温烘箱5. 干燥器；6. 旋塞称量瓶（40x70 10个）；7. 量筒（10个）；8. 烧杯、移液管、瓷盘等。
工程光学_实验讲义
实验一光学实验主要仪器、光路调整与技巧1.引言不论光学系统如何复杂，精密，它们都是由一些通用性很强的光学元器件组成的，因此，掌握一些常用的光学元器件的结构，光学性能、特点和使用方法，对于安排实验光路系统时，正确的选择和使用光学元器件具有重要的作用。
2.实验目的1)掌握光学专业基本元件的功能；2)掌握基本光路调试技术，主要包括共轴调节和调平行光。
3.实验原理光学实验仪器概述:光学实验仪器主要包括：光源，光学元件，接收器等。
常用光源光源是光学实验中不可缺少的组成部分，对于不同的观测目的，常需选用合适的光源，如在干涉测量技术中一般应使用单色光源，而在白光干涉时又需用能谱连续的光源（白炽灯）；在一些实验中，对光源尺寸大小还有点、线、面等方面的要求。
光学实验中常用的光源可分为以下几类：1）热辐射光源热辐射光源是利用电能将钨丝加热，使它在真空或惰性气体中达到发光的光源。
白炽灯属于热辐射光源，它的发光光谱是连续的，分布在红外光、可见光到紫外光范围内，其中红外成分居多，紫外成分很少，光谱成分和光强与钨丝温度有关。
热辐射光源包括以下几种：普通灯泡，汽车灯泡，卤钨灯。
2）热电极弧光放电型光源这类光源的电路基本上与普通荧光灯相同，必须通过镇流器接入220V点源，它是使电流通过气体而发光的光源。
实验中最常用的单色光源主要包括以下两种：纳光灯（主要谱线：、），汞灯（主要谱线：、、、、、、、）3）激光光源激光（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，缩写： LASER)，是指通过辐射的受激辐射而实现光放大，即受激辐射的光放大。
激光器作为一种新型光源，与普通光源有显著的差别。
它是利用受激辐射的原理和激光腔的滤波效应，使所发光束具有一系列新的特点。
①激光器发出的光束有极强的方向性，即光束的发散角很小；②激光的单色性好，或者说相干性好，其相干长度可以达十米甚至数百米；③激光器的输出功率密度大，即能量高度集中。
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实验3 连续流动反应器中的返混性能测定一、实验目的1. 掌握停留时间分布的测定方法。
2. 了解脉冲法示踪剂测定反应器内示踪剂浓度随时间的变化关系。
3. 了解停留时间分布与多釜串联模型的关系及模型参数的计算方法。
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。
在反应器设计、放大和操作时，需要知道反应器内返混程度的大小，返混程度一般很难直接测定，通常采用示踪剂停留时间分布测定来研究。
经研究发现相同的停留时间分布可以有不同的返混情况，但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有脉冲法和阶跃法等，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的示踪剂，同时开始在出口流体中检测示踪剂浓度的变化。
000()()()()()()()()()()t dF t F t E t E t dt t dtmKCl dt c t Qc t dt mE t dtE t m Qc t dt Qc t dt ∞∞==+===⎰⎰⎰停留时间分布可用分布函数()F t 和停留时间分布密度函数()E t 来表示，两者的关系为：0()()t F t E t dt =⎰ ()()dF t E t dt= 停留时间分布密度函数()E t 的物理意义是：同时进入的流体粒子中，停留时间介于t 到t dt +之间的流体粒子所占的分率为()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 的物料所占的分率为()F t 。
当系统达到稳定后，在系统的入口处瞬间注入一定量m 的示踪剂，并开始在出口流体中检测示踪剂的浓度变化。
那么， ()()Q ct d t m E t d t = ()()Qc t E t m =()m Qc t dt ∞=⎰ 0()()()c t E t Qc t dt∞=⎰可见()E t 与示踪剂的浓度()c t 成正比。
本实验中用水作为连续流体，饱和KCl 作为示踪剂，在反应器出口处检测溶液电导值。
在一定的范围内，KCl 浓度与电导值成正比，可用电导值来表达示踪剂的停留时间变化关系。
三、实验装置与试剂四、实验操作步骤1.实准备工作(1) 将饱和KCL 液体注入标有KCL 的储瓶内，将水注入标有H 2O 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) 检查电极导线连接是否正确。
2.操作(1) 打开总电源开关，开启入水阀门，向水槽内注水，将回流阀开到最大，启动水 泵， 慢慢打开进水转子流量计的阀门（注意！初次通水必须排净管路中的所有气泡，特别是死角处）。
调节水流量维持在20-30L/h 之间某值，直至各釜充满水，并能正常地从最后一级流出。
(2) 分别开启釜1、釜2、釜3、釜4搅拌电机开关，然后再调节电机转速旋钮，使四釜搅拌程度大致相同（电压表指示在7—15V ）。
开启电磁阀开关和电导仪总开关，按照电导率仪使用说明书分别调节“调零”、调温度和电极常数等。
调整完毕，备用。
（ 电导仪的使用方法见该仪器使用说明书附录1）(3) 开启计算机电源，在桌面上双击“多釜返混实验”图标，在主画面上按下“实验流程”按钮，调节“示踪剂量”，使显示值为实际实验值，在操作员号框中输入自己对应号码（前三位必须是英文字母或数字）。
(4) 按下“趋势图”按钮，调节“实验周期”、“阀开时间”，使显示值为实验所需值（一般实验周期25—30分钟，开阀时间1～3秒），按下开始按钮，开始采集数据。
(5) 待测试结束，按下“结束”按钮后，按下“保存数据”按钮保存数据文件。
3.停止实验(1) 实验完毕，将实验柜上三通阀转至“2H O ”位置，将程序中“阀开时间”调到20秒左右，按“开始”按钮，冲洗电磁阀及管路。
反复三、四次。
(2) 关闭各水阀门、电源开关，打开釜底排水阀，将水排空。
(3) 退出实验程序，关闭计算机。
五、记录与数据处理六、实验注意事项七、思考题八、参考文献实验4 气固相催化宏观反应速率的测定一、实验目的1. 掌握宏观反应速率的测试方法；2. 了解和掌握气固相催化反应实验研究方法；3. 了解无梯度反应器的性能及操作特点。
二、实验原理当采用工业粒度的催化剂测试宏观反应速率时，反应物系经历外扩散、内扩散与表面反应三个主要步骤。
由于外扩散影响在许多反应体系中不太重要且易消除，故气固相催化反应的宏观速率测定结果多为内扩散与化学反应的综合效应。
本实验测定的反应速率，实质上是在排除外部传质阻力后，包含内部传质阻力的宏观反应速率，能表征工业催化剂的颗粒特性，便于应用于反应器设计与操作。
催化剂颗粒通常制成多孔结构以增大其内表面积，因此颗粒的内表面积远远大于外表面积，反应物必须通过孔内扩散并在不同深度的内表面上发生化学反应，而反应产物则反向扩散至气相主体，扩散过程将形成内表面各处的浓度分布。
当控制实验处于等温和其它条件相同时，具有内扩散影响的大颗粒催化剂上的宏观反应速率要小于消除了内扩散影响的小颗粒催化剂上的微观反应速率。
气固反应过程的实验室反应器可分为积分反应器、微分反应器及无梯度反应器。
其中，尤以内循环无梯度反应器最为常见，这种反应器结构紧凑，容易达到足够的循环量和维持等温条件。
如反应器进口引入流量为V 0的原料气，浓度为C A0，出口流量为V 浓度为c Af 的反应气。
当反应为等摩尔反应时V 0=V ；当反应为变摩尔反应时，V 可由具体反应式的物料衡算式推导，也可通过实验测定。
设反应器进口处原料气与循环气刚混合时，浓度为c A ⅰ，循环气流量为V C ，则有：A i C 000C V V ）（+=∙+Af C A C V C V （1）令循环比R C =V C /V 0，得到Af CC A C A C R R C R C +++=1110i （2） 当R C 很大时，C A i ≈C Af ，此时反应器内浓度处处相等，达到了浓度无梯度。
经实验证明，当R C ﹥25后，反应器性能便相当于一个理想混合反应器，它的反应速率可以简单求得： R Af A A V c c r )V 00-=（ ，)(3hcm mol ∙ （3） 按单位质量催化剂计算的反应速率，则： W )c -(r Af A00c V AW = ，)(hg m ol ∙ （4） 因此，只要测得原料气流量与反应气体进出口浓度，便可得到某一条件下的宏观反应速率值。
进一步按一定的设计方法规划实验条件，改变温度和浓度进行实验，再通过计算机进行参数估计和曲线拟合，便可获得宏观动力学方程。
三、实验装置与试剂四、实验操作步骤⑴ 将称量好的工业颗粒催化剂装入催化剂筐内，将反应器密封好。
若反应所用催化剂需经还原才有活性，则装入预还原催化剂，或装入未还原催化剂后增加还原步骤。
（2）全系统分段试压试漏（可用氮气）。
（3）开启原料气钢瓶，稳压稳流送入反应系统。
（4）开启反应器温控仪，逐渐升温至实验温度。
（5）使系统稳定2h 以上后，测取数据。
（6）改变温度，压力和组成，测取其它点数据。
（7）实验完毕，先使系统降温，再切断气源，然后将系统缓慢泄压。
五、实验记录与数据处理实验数据记录表面项目见下表所示：六、实验注意事项七、思考题1. 为何要控制实验条件稳定2小时后方能测数据？2.具有内扩散影响后的宏观反应速率是否一定比微观反应速率低？3.无梯度反应器属微分反应器还是积分反应器，为什么？八、参考文献[1] 丁百全,孙杏元.无机化工专业实验.上海:华东化工学院出版社,1990[2] 主丙辰.化学反应工程.北京:化学工业出版社,1998[3] J J Carberry.IEC,1964,56(11):39实验5 液膜分离法脱除废水中的污杂物一、实验目的1.掌握液膜分离技术的操作过程。
2.了解两种不同的液膜传质机理。
3.用液膜分离技术脱除废水中的污染物。
二、实验原理液膜分离是将第三种液体展成膜状以分隔另外两相液体，由于液膜的选择性透过，故第一种液体（料液）中的某些成分透过液膜进入第二种液体（接受相），然后将第三相各自分开，实现料液中组分的分离。
所谓液相，即是分隔两液相中的第三种液体，它与其余被分隔的两种液体必须完全不互溶或溶解度很小。
因此，根据被处理料液为水溶性或油溶性可分别选择油或水作为液膜。
根据液膜的形状，可分为乳状液膜和支撑型液膜，本实验为乳状液膜分离醋酸—水溶液。
由于处理的是醋酸废水溶液体系，所以可选用与之不互溶的油性液膜，并选用NaOH水溶液作为接受相。
先将液膜相与接受相（也称内相）在一定条件下乳化，使之成为稳定的油包水（W/O）型乳化液，然后将此乳状液分散于含醋酸的水溶液中（称为外相）。
外相中醋酸以一定的方式透过液膜向内相迁移，并与内相NaOH反应生成NaAc而被保留在内相，然后乳液与外相分离，经过破乳，得到内相中高浓度的NaAc，而液膜则可以重复使用。
为了制备稳定的乳状液膜，需要在膜中加入乳化剂。
乳化剂的选择可以根据亲水亲油平衡值（HLB）来决定，一般对于W/O型乳状液，选择HLB值为3～6的乳化剂。
有时，为了提高液膜强度，也可在膜相中加入一些膜增强剂（一般粘度较高的液体）。
溶质透过液膜的迁移过程，可以根据膜相中是否加入流动载体而分为促进迁移Ⅰ型或促进迁移Ⅱ型传质。
促进迁移Ⅰ型传质，是利用液膜本身对溶质有一定的溶解度，选择性的传递溶质。
促进迁移Ⅱ型传质，是在液膜中加入一定的流动载体（通常为溶质的萃取液），选择性地与溶质在界面处形成络合物；然后此络合物在浓度梯度的作用下向内相扩散，至内相界面处被内相试剂解络（反萃），解离出溶质载体，溶质进入内相而载体则扩散至外相界面处再与溶质络合。
这种形式，更大地提高了液膜的选择性及应用范围。
由上述两种传质机理，可以看出，液膜传质过程实际上相当于萃取与反萃取两步过程同时进行：液膜将料液中的溶质萃入膜相，然后扩散至内相界面处，被内相试剂反萃取至内相（接受相）。
因此，萃取过程中的一些操作条件（如相比等）在此也同样影响液膜传质速率。
三、实验装置与试剂四、实验操作步骤（1）实验步骤本实验为乳状液膜法脱除水溶液中的醋酸，首先需制备液膜：1） 液膜1#组成：煤油95%；乳化剂E644，5%。
2） 液膜2﹟组成：煤油90%，乳化剂E644，5%；TBP （载体）,5%.内相用2M 的NaOH 水溶液。
采用HAc 水溶液作为料液进行传质试验，外相HAc 的初始浓度在实验时测定。
具体步骤如下：① 在制乳胶搅拌釜中先加入液膜1#70ml ，然后在1600r/min 的转速下滴加内相NaOH 水溶液70ml （约1分钟加完），在此转速下搅拌15分钟，待成稳定乳状液后停止搅拌，待用。