连续循环反应器中返混状况测定
管式反应器流动特性测定实验
管式反应器流动特性测定实验一．实验目的１.了解连续均相管式循环反应器的返混特性； ２.分析观察连续均相管式循环反应器的流动特征； ３.研究不同循环比下的返混程度，计算模型参数n 。
二、实验原理及要点在工业生产上，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由足够的停留时间，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和称为返混。
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：流量离开反应器物料的体积循环物料的体积流量R其中，离开反应器物料的体积流量就等于进料的体积流量循环比R 是连续均相管式循环反应器的重要特征，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。
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。
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。
DB-LDFH连续流动反应器中的返混测定
DB-LD/FH连续流动反应器中的返混测定实验目的：
1、了解连续均相管式循环反应器的返混特性。
2、通过脉冲法测管式反应器停留时间分布。
3、分析观察连续均相管式循环反应器的流动特征。
4、研究不同循环比下的返混程度，计算模型参数n。
主要配置：
玻璃管式反应器、转子流量计、水泵、电导率仪、阀门、管
路、不锈钢台架及控制屏等。
技术参数：
1、反应器：有机玻璃制成，φ30×1220mm内装瓷质填料。
2、水泵：微型增压泵，流量12L/min，扬程10m，功率90W。
3、流量计：LZB-6（6-60L/h）液体转子流量计，观察、控
制流量。
4、电导率仪：数字电导率检测仪，测定示踪剂的含量。
5、各项操作及显示、调节、控制全在控制屏板面进行。
6、框架为不锈钢材质，结构紧凑，外形美观，流程简单、
操作方便。
7、外形尺寸：1200X500X1600mm。
连续流动反应器中的返混测定
angh epub− Sh les R of t
=
∫∞tf 0
(t )dt
=
∫∞tC 0
(t
)dt
∫∞C 0
(t
)dt
(4)
Peop ersity 采用离散形式表达 并取相同时间间隔∆t, 则
hted niv y − rig U log t
=
ΣtC (t )∆t ΣC (t )∆t
=
Σt ⋅ L(t) ΣL(t )
2 计算模型参数 n 讨论二种系统的返混程度大小
of 3 讨论一下如何限制返混或加大返混程度
H 主要符号说明
ersity C(t) - t 时刻反应器内示踪剂浓度
righted Univ logy f (t) - 停留时间分布密度
opy China echno F(t) - 停留时间分布函数 T Lt , L , L(t) - 液体的电导值
6 7
7
(1) 通水 开启水开关 让水注
1
hted niv y 5 rig U log 水源
8
下 水
5
8 2
8 3
满反应釜 调节进水流量为 20 L h
8
4
下 水
保持流量稳定
opy ina no 图 2–22 连续流动反应器返混实验装置图
(2) 通电 开启电源开关
Ch ech 1–全混釜 3L 2 3 4–全混釜 1L 5–转子流量计 6–电机 ast d T a 7–电导率仪 8–电导电极 9–记录仪 10–四笔记录仪或微机
并得到无因次方差
σ
2 θ
与模型参数
n
存
ast d T a 在关系为
E cience an 200237 of Chin n
生物反应工程实验讲义
连续均相管式循环反应器中的返混实验一、实验目的在工业生产上，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返回到反应器的进口，使其与新鲜的物料混合再进入反应器进行反应，对于这种反应器循环比与返混之间的关系就需通过实验来测定，此研究是很有现实意义的。
本实验通过用管式循环反应器来研究不同循环比下的返混程度。
掌握用脉冲法测停留时间分布的方法。
改变不同的条件观察分析管式循环反应器中流动特征，并用多釜串联模型计算参数N 。
二、实验原理在实际连续操作的反应器内由于各种原则，反应器内流体偏离理想流动而造成不同程度的逆向混合，称为返混。
通常利用停留时间分布的测定方法来研究反应器内返混程度，但这两者不是完全对应的关系，即相同的停留时间分布可以由不同的流动情况而造成，因此不能把停留时间分布直接用于描述反应器内的流动状况。
而必须借助于较切实际的流动模型，然后由停留时间分布的测定求取数学期望，方差，最后求取模型中的参数。
停留时间分布的表示方法有二种，一种称为分布函数，()F t =。
其定义是：()10E F t dt =⎰ 即流过系统的物料中停留时间小于t 的（或说成停留时间介于0—t 之间的）物料的百分率。
另一种称为分布密度E()t 。
其定义即在同时进入的N 个流体粒子中其中停留时间介于t t dt +和间的流体粒子所占的分率/dN N 为E()t dt 。
E()()t F t 和之间关系()E()dF t t dt= 停留时间分布的测定方法是多种多样的。
其中脉冲法最为简单。
即当被测定的系统达到稳定后，在系统入口处瞬时注入，定量的示踪剂，同时开始在出口流体中检测示踪物的浓度变化。
（本实验用电导仪来检测示踪物的浓度变化，因浓度与电导成正比关系，示踪剂为强电解质）。
所以可得停留时间分布密度E()t 的关系，可求得平均停留时间τ 和停留时间分布的离散度2t σ E()E()t t t t t τ∆=∆∑∑ 222E()E()t t t t t t στ∆=-∆∑∑ 同样，无因次方差为：2212θσστ=，以N 表示虚拟釜数，则21N θσ=，可以求取模型参数N 。
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。
【北京化工大学】化工专业实验指导书实验七 管式循环反应器停留时间测定
2.
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。
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及物料衡算，可知
(1)
示踪剂加入量符合
(2)
由（1）与（2）可得停留时间分布密度函数
(3)
由此可见 与示踪剂浓度 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L成正比，则可用电导值来表达物料的停留时间变化关系，即 ，这里 ， 为t时刻的电导值， 为无示踪剂时电导值。
（8）
当 ， ，为全混釜特征；当 ， ， 为平推流特征；
这里n是模型参数，是个虚拟釜数，并不限于整数。
3.
3.1.
3.2.
ห้องสมุดไป่ตู้4.
4.1.
1.示踪剂饱和氯化钾溶液400ml以上（瓶装）；
2.500ml烧杯2个，将瓶中饱和氯化钾上清液小心倒入烧杯中约200ml（半杯），尽量防止倒入氯化钾结晶；
3.5ml注射器4只，两用两备，7号注射器针头4只，两用两备；
3.列出数据处理结果；
5.3.
1.计算出各条件的平均停留时间，分析偏差原因；
实验十四连续流动反应器中的返混测定
实验十四连续流动反应器中的返混测定引言连续流动反应器是一种在工业中广泛使用的设备。
在这种反应器中，反应物以恒定速度不断流入反应器，而产物也以相同的速度从反应器中流出。
这种设计使得反应器可以连续运行，并且在长时间内保持稳定的反应条件。
在这个实验中，我们将使用连续流动反应器来深入研究如何通过返混来确定反应器中产物浓度的变化。
实验原理为了测定反应器中产物的浓度变化，我们可以使用返混的技术。
在返混中，反应物流入反应器时，我们将一部分流量分流到一个分流器中，并且在分流器中加入一个返混槽。
在返混槽中，我们将反应物与以前产生的产物混合在一起。
这种混合会使得反应物的浓度下降，并且增加产物的浓度。
图1展示了实验中使用的连续流动反应器的示意图。
反应物在流入反应器之前会先被送入一个混合罐中进行均匀混合。
这样做是为了确保反应物在进入反应器之前具有均匀的浓度。
接着反应物会被推入反应器中，在反应器中发生化学反应。
在反应物在流出反应器之前，一部分反应物流量会被分流到一个分流器中，并且混合在一起进行返混。
混合物然后被送回反应器中，进一步提高产物的浓度。
流出反应器的产物将被分析仪进行测定，以确定产物浓度变化的程度。
实验目的本实验的主要目的是通过连续流动反应器中的返混测定来测定反应器中产物浓度的变化。
实验的目标是通过实验确定反应恒定的速率常数，并且确定异丙醇酸酯化反应的反应级数。
此外，我们还将研究连续流动反应器中的反应动力学，以帮助我们更好地理解这种设备的运行方式。
实验装置本实验中使用的仪器及设备如下：1. 连续流动反应器2. 反应物混合罐3. 分流器4. 返混槽5. 产物分析仪6. 恒温水浴实验材料1. 异丙醇，分析纯2. 乙酸，分析纯3. 硫酸，分析纯4. 正己烷，色谱纯实验步骤实验记录与数据处理1. 记录实验中使用的反应物的浓度及混合比例。
2. 记录实验中测量的产物浓度数据，并且将这些数据绘制成图表。
3. 计算在不同时间点上的产物浓度以及产物浓度的变化率。
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实验名称：实验三连续循环反应器中返混状况测定模
块名称预习考查
题目权重
1、理想的连续循环反应器在循环比
R=0和R=∞时，将成为哪两种理想的
反应器？（）
A、R=0时为全混流反应器；R=∞时为
平推流反应器
B、R=0时为平推流反应器；R=∞时为
全混流反应器
C、R=0时为无梯流反应器；R=∞时为
微分流反应器
D、R=0时为平推流反应器；R=∞时为
微分流反应器
2、以下对连续循环反应器的循环比的
定义，正确的说法是？（）
A、循环体积流量与反应器入口体积流
量之比
B、反应器入口体积流量与循环体积流
量之比
C、循环体积流量与最终离开反应器物
料的体积流量之比
D、最终离开反应器物料的体积流量与
循环体积流量之比
3、描述返混程度的多釜串联模型参数
n，与连续循环反应器的循环比R的关
系式？（）
A、增大循环比R，模型参数n将增大
B、增大循环比R，模型参数n将出现
极值
C、增大循环比R，模型参数n不变
D、增大循环比R，模型参数n将减小
4、在连续循环反应器中，限制返混的
措施有？多选（）
A、填充固体填料
B、增大循环比R
C、增大管径
D、提高高径比
5、实验采用饱和KCL水溶液作为示踪
剂的理由是？多选（）
A、无毒无害，价廉易得
B、强电解质，电导率响应灵敏
20
C、易于溶解在测定体系中
D、不与体系发生化学反应
你的回答本模块得分[满分100]
B|C|D|A,B,C,D|A,B,C,D 93 模
块名称仪器选择
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：记录仪、微机、循环泵、
排液阀、填料塔 (红色圈所指示部
分)、电导仪、进水阀、循环流量计、
电极、注射器、流量计
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：
做错次数：0
100
模
块名称实验报告--实
验目的
题目权重
请单击本次实验目的前的复选框作出
选择，答案不止一项。
A、了解连续均相管式循环反应器的返
混特性。
B、掌握电导仪表的通讯原理。
C、研究不同循环比下的返混程度，计
算模型参数n。
D、学习连续循环反应器的安装方法。
E、分析观察连续均相管式反应器的流
动特征。
5
你的回答
本模块得分[满
分100]
A,C,E 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不存在一一对
应的关系。
B、循环比R定义为循环的体积流量
与最终离开反应器的体积流量之比。
C、模型参数n越大，返混程度越大。
D、电导率值与体系中示踪迹的浓度呈
正比关系。
E、多釜串联模型是唯一用于描述返混
的模型。
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--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、多态气固相传热规律实验全套装置
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]
B 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，答案只有一项。
A、示踪迹为新鲜配制的饱和NaNO3溶
液。
B、采用电导表仪可以获取踪迹浓度。
C、待流量稳定后，示踪迹要求迅速注
5
入并同时开始采样。
D、调节主流量均为20/hr左右，并以此为基准调节循环流量。
你的回答本模块得分[满分100]
D 50 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.开启循环泵，调节“循环量”流量
大小，循环比为3时为60升/小时（或
1.0升/分钟），循环比为6时为120
升/小时（或2.0升/分钟）。
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。
C.用带针头的针筒取2-3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。
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。
F.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。
G.开启设备电源，观察各釜电导率仪
表的读数。
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。
I.停车操作，关闭介质水。
J.停车操作，关闭设备。
10
你的回答
本模块得分[满
分100]
D,E,G,F,C,B,A,H,J,I 100
模块名实验报告--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，答案只有一项。
10
称A、循环比增大，n值增大
B、循环比增大，平均停留时间增大
C、循环比增大，n值减小
D、循环比增大，平均停留时间减小
你的回答本模块得分[满分100]
C 50 模
块名称思考练习
题目权重
思考练习 (1)何谓返混？连续管式循
环反应器中的返混是如何产生的？为
什么要测定返混程度？
(2)采用脉冲法测定返混，对示踪剂有
什么要求？
(3)如果进口流量控制在15升/小时，
要求循环比分别为0，3，5，则循环
流量应分别控制在多少？
(4)本实验采用什么数学模型描述返
混程度？表征返混程度的模型参数是
什么？该参数值的大小说明了什么？
(5)利用本实验测得的示踪剂停留时
间分布的无因次方差方差与循环比
和模型参数N之间的变化关系如何？
20
你的回答
本模块得分[满
分100]
(1)何谓返混？连续管式循环反应器
中的返混是如何产生的？为什么要测
定返混程度？
学生回答:答：返混是物料在反应容器
内不仅有有空间上的混合还有时间上
的混合。
由于管内流体的速度分布和
扩散引起的返混。
因为返混会改变反
应器内物料溶度的分布，因此是影响
反应器性能的一个重要参数。
只有对
返混有充分了解，才能对非理想流动
反应器作定量计算。
(2)采用脉冲法测定返混，对示踪剂有
什么要求？
学生回答:答：（1）示踪剂与原物料
互溶的。
但与原物料之间无化学反应
本模块为主观
题，由教师根据
学生回答进行计
分
发生。
（2）示踪剂的加入必须对主流体的流动形态没有影响。
（3）示踪剂必须能用简便而又精确地方法加以确定的物质。
（4）示踪剂尽量无毒、不燃、无腐蚀同时价格低廉的物质。
(3)如果进口流量控制在15升/小时，要求循环比分别为0，3，5，则循环流量应分别控制在多少？
学生回答:答：0，45升/小时，75升/小时
(4)本实验采用什么数学模型描述返混程度？表征返混程度的模型参数是什么？该参数值的大小说明了什
么？
学生回答:
(5)利用本实验测得的示踪剂停留时间分布的无因次方差方差与循环比R 和模型参数N之间的变化关系如
何？
学生回答:。