河南大学：《化学工程专业实验》课程教学资源（PPT课件讲稿）实验四 多釜串联返混性能测定

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

实验四 多釜串联返混性能测定 1 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

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 实验四多釜串联返混性能测定

实验四 多釜串联返混性能测定 2 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

1实验目的 ■1通过实验了解停留时间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

实验四 多釜串联返混性能测定 3 1 实验目的 ◼ 1 通过实验了解停留时间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；

2实验原理 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

实验四 多釜串联返混性能测定 4 2 实验原理 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

实验原理(续) 停留的间分布签度的数代正比于反应器出日 示琮剂的浓度因此,本实验中用水作为物料, 使用饱和KC溶液作为示踪剂,在系统出口处 安装了一套电导检测系统。由于在一定的Kc 水溶液浓度范围内,其浓度正比于电导值 然,所测系统的物料停留时间密度函数正比于 系统出口处KC水溶液的电导值,即 E(t)aL(t,(t)为时刻水溶液的电导值 实验四多釜串联返混性能测定

实验四 多釜串联返混性能测定 5 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， 使用饱和KCl溶液作为示踪剂，在系统出口处 安装了一套电导检测系统。由于在一定的KCl 水溶液浓度范围内，其浓度正比于电导值。显 然，所测系统的物料停留时间密度函数正比于 系统出口处KCl水溶液的电导值，即 E(t)∝L(t),L(t)为t时刻水溶液的电导值

3实验装置及流程 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1。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

实验四 多釜串联返混性能测定 6 3 实验装置及流程 ◼ 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

4操作步骤 41准备工作 (1)将饱和KC液体注入标有KC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)检査电极导线连接是否正确。 实验四多釜串联返混性能测定

实验四 多釜串联返混性能测定 7 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

42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

实验四 多釜串联返混性能测定 8 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

42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

实验四 多釜串联返混性能测定 9 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

43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 用离散化方法求出对应的a,再求出相应的模 型参数,随后讨论η的数值范围,就可确定这 两种反应器的返混大小 实验四多釜串联返混性能测定

实验四 多釜串联返混性能测定 10 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 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。 2  