化学反应工程计算题
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71.应用脉冲示踪法测定一容积为12 l 的反应装置，进入此反应器的流体流速0v =0.8（l/min ），在定常态下脉冲的输入80克的示踪剂A ，并同时测其出口物料中A 的浓度C A 随时间的变化，实测数据如下： t （min ） 0 5 10 15 20 25 30 35 C A （g/l ）
3
5
5
4
2
1
试根据实验数据确定E （t ）曲线的方差2t σ和2
θσ。
解：首先对实验数据进行一致性检验，此时应满足：
100
8.080000====⎰∞C v M dt C A
100
)]0253(4)145(20[35
=+++++++=⎰
∞
dt C A
∴实验数据的一致性检验是满足的。 ∵
2
22)(t dt t E t t -=⎰∞
σ
其中
(min)158.0120===
v V t
由数据计算得如下表： t （min ） 0 5 10 15 20 25 30 35 E （t ）=C A /C 0
0 0.03 0.05 0.05 0.04 0.02 0.01 0 t 2
E （t ）
0.75
5
11.25
16
12.5
9
263
)]05.1225.1175.0(4)9165(20[35
)(0
2=+++++++=⎰
∞
dt t E t
∴38)15(2632
2=-=t σ
169.01538
2
22
2
==
=
t t σσθ
72.有一管式反应装置经脉冲示踪法实验测得如下表所示的数：
0v =0.8 m 3/min ；m=80kg ；∴0C =80/0.8=100
t(分) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 C A （kg/m 3
） 0
6.5
12.5
12.5
10
5.0
2.5
1.0
试根据表列数据确定该装置的有效容积V 、平均停留时间t 、方差2
t σ和2
θσ。 解：首先对实验数据进行一致性检验：
10000
===⎰∞C v M dt C A
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[]100)(2)(4309753864210
==++++++++∆=
⎰
∞
C C C C C C C C C C t
dt C A A A A A A A A A A
∴一致性检验表明，脉冲示踪法所得的实验数据是合理的。
计算所得数据如下表所示： t i （分）
0 2 4 6 8 10 12 14 16 i t E )( 0 0.065 0.125 0.125 0.100 0.050 0.025 0.010 0 i i t E t )(
0 0.13 0.5 0.75 0.80 0.50 0.30 0.140 0 i i t E t )(2
0.26
2.0
4.5
6.4
5.0
3.60
1.960
∵
⎰∞
=0
)(dt
t tE t
∴
(min)187.6)())()()((2))()()()((4)(32997755338866442211=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++++++=t E t t E t t E t t E t t E t t E t t E t t E t t E t t
∴)(95.4187.68.03
m t v V =⨯==
971
.8)187.6(25.47)(20
222=-=-=⎰∞
t dt t E t t σ
234
.0)187.6(971
.82
2
22
==
=
t t σσθ
73.某反应器用示踪法测其流量，当边界为开—开式时，测得082.0=Ul Ez
，在此反应器内进
行一般不可逆反应，此反应若在活塞流反应器中进行，转化率为99%，若用多釜串联模型，
求此反应器的出口转化率。
解：
2178.0)1
(8222=+=Pe Pe θσ N 1
2=
θσ
59
.41
2
==
θ
σN
活塞流：
⎰
-=A
x A A A
A x kC dx C t 0
00)1(
60
.411
ln 1)1(0
=-=--=⎰
A
x A A x x x d kt A