实验四多釜串联返混性能测定(精)
多釜串联
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。
连续流动反应器中返混测定实验数据测定
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
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
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。
E07_多釜串联流动特性的测定
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。
化工专业实验讲义(1)解析
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。
连续流动反应器中的返混测定
【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。
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实验四 多釜串联返混性能测定
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3 实验装置及流程
实验四 多釜串联返混性能测定
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1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的计算方法； 3 了解停留时间分布密度函数与多釜串联流动 模型的关系； 4 了解多釜串联模型中模型参数n的物理意义；
实验四 多釜串联返混性能测定
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2 实验原理
实验装置如附图所示。由三釜串联系统组成， 三釜串联反应器中每个釜的体积为1L。实验时， 水经转子流量计流入三釜串联系统，待系统稳 定后，在三釜串联系统的第一只反应釜的进口 注入示踪剂，借助安置在每个反应釜出口处的 电导测试系统可以检测示踪剂浓度变化情况， 并由记录仪连续记录。 实验装置图 实验流程图
实验四 多釜串联返混性能测定
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多釜串联返混性能测定装置
实验四 多釜串联返混性能测定
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实验四 多釜串联返混性能测定
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实验四 多釜串联返混性能测定 6
4 操作步骤
4.1 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H2O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。
实验四 多釜串联返混性能测定
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4.2 操作步骤(续)
(1)打开总电源开关、水位控制开关、入水阀门， 当水位指示绿灯亮后，打开进水转子流量计的 阀门,调节水流量维持在30升/时 。 (2)分别开启三个釜的搅拌，后再调节马达转速， 使三釜搅拌程度大致相同。开启电磁阀和电导 仪并校正，使电导仪表针指示为满刻度1.0。 将拨钮扳至“测量”位置，准备测量。
实验四 多釜串联返混性能测定
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4.2 操作步骤(续)
(3)开启计算机，双击“多釜返混实验FH-3”图标， 在主画面上按下“实验流程”按钮，调节“示 踪剂量”、“进水流量”，使显示值为实际实 验值。 (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，开始 采集数据。 (5) 测试结束， 保存数据。
实验四 多釜串联返混性能测定
综述 1 实验目的 2 实验原理 3 实验装置及流程 4 操作步骤 5 数据处理 6 思考与讨论
实验四 多釜串联返混性能测定 1
综述
多釜串联返混实验装置是测定带搅拌器的釜 式反应器中物料返混情况的一种设备。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。
返混程度的大小，通常是利用物料停留 时间分布的测定来研究返混程度。但是 返混与停留时间分布两者不存在一一对 应关系，因此不能直接把测定的停留时 间分布用于描述微团间充分混和系统的 返混程度，而要藉助于符号实际流动模 型方法。
实验四 多釜串联返混性能测定
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实验原理(续)
停留时间分布密度函数 f(t)正比于反应器出口 示踪剂的浓度.因此，本实验中用水作为物料，
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4.3 停车
实验完毕，冲洗电磁阀，关闭各水阀，退出实 验程序，关闭计算机。
五.数据处理
2 用离散化方法求出对应的 ,再求出相应的模
型参数，随后讨论n的数值范围，就可确定这 两种反应器的返混大小。
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6 思考与讨论
1.反应器的个数有3个，模型参数n又代表了全混流 反应器的个数，那么n值是否就应该是3，为什么？ 2.全混流反应器应具有什么样的特征？如何用实验 的方法判断是否达到全混流反应器的模型要求？ 如果尚未达到，应如何调整？ 3.何谓示踪剂？对示踪剂有哪些要求？在反应器入 口处注入示踪剂时应注意什么？ 4.模型参数n与实验中测得n有何不同，为什么？