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。
化工专业实验操作及思考题
实验步骤 （1）以 39%（水） ，61%（乙醇）为原料，以乙二醇为萃取剂，采用连续操作进 行萃取精馏。在计量管内注入乙二醇，另一计量管内注入水－乙醇混合液 体。
（2）向釜内注入含少量水的乙二醇（大约 60ml） ，此后可进行升温操作。同时 开预热器升温，当釜开始沸腾时，开保温电源，通塔顶冷凝水，并开始加 料。控制乙二醇的加料速度为 100 ml hr （1 分钟 45 滴） ，水－乙醇液约为 1 分钟 15 滴，不断调节转子流量计的转子，使其稳定在所要求的范围。 （3）当塔顶开始有液体回流时，打开回流电源，给定回流值在 4：1 并开始用量 筒收集流出物料。 （4）当塔顶和塔底的温度不再变化时，进行取样分析。 （5）关闭各部分开关，无蒸汽上升时停止通冷却水。 思考题： 1、用普通精馏能否得到无水乙醇，萃取精馏是如何实现的？ 答案：由于乙醇和水形成恒沸物，因此在常压下进行普通精馏无法得到无水 乙醇。 萃取精馏中加入的萃取剂可改变乙醇与水之间的相对挥发度，从而可得到 无水乙醇。 2、萃取剂为何在塔的上部加入？ 答案：因萃取剂的沸点较高，挥发度小，在塔的上部加入可保证萃取剂在整个塔 内均有一定的浓度分布。 3、在一定回流比操作时，如何判断过程达到稳定，可进行取样分析？ 答案：在一定回流比操作时，当塔顶与塔釜的温度一段时间内不再变化时， 可断定过程已经稳定。 4、选择萃取剂的原则是什么？本实验选择何种物质作为萃取剂？ 答案：选取萃取剂的原则有（1）选择性要高（2）用量要少（3）挥发度要 小（4）容易回收（5）价格低廉。 本实验采用乙二醇为萃取剂。 5、乙醇含量由塔底至塔顶有何变化？ 答案：乙醇含量由塔底至塔顶逐渐增加。 6、回流比对塔顶冷凝负荷及产物纯度有何影响？ 答案：回流比增大，塔顶冷凝负荷增大，产品纯度增加。 7、萃取剂为何不在塔顶加入？ 答案：为了尽可能降低塔顶馏出液中萃取剂的含量。
单釜与三釜串联连续流动反应器中的返混测定实验目的
02
通过比较单釜与三釜串联连续流动反应器的优缺点，有助于优化生产工流动反应器的返混效果对产品质量和生产效率 的影响，采取有效措施降低返混程度，提高反应效率和产物质量。
THANKS
物料的输入和输出。
搅拌装置
03
搅拌装置是单釜连续流动反应器的关键部分，用于促进物料混
合和化学反应的进行。
单釜连续流动反应器的特点
01
02
03
操作简便
适用于多种反应
高转化率和选择性
单釜连续流动反应器结构简单， 操作方便，易于实现自动化控制。
单釜连续流动反应器适用于多种 类型的化学反应，如聚合、酯化、 水解等。
数据分析
对实验数据进行统计分析，计算 返混程度的各项指标，如停留时 间分布、混合指数等。
结果比较
比较单釜与三釜串联连续流动反 应器的返混程度，分析不同结构 对流体混合效果的影响。
结论总结
根据实验结果分析，总结出不同 连续流动反应器的优缺点，为实 际生产中的反应器选择和优化提 供依据。
05
单釜与三釜串联连续流动反 应器的返混效果比较
稳定性
连续流动模式有助于减少返混和波动，提高实验 结果的稳定性。
三釜串联连续流动反应器的应用场景
化学合成
适用于需要多步骤连续反应的合成过程，如药物生产、染料合成 等。
生物反应
可用于培养微生物或细胞，进行发酵、酶催化等生物转化过程。
环境治理
处理有毒有害物质，实现废气、废水的净化或资源化利用。
04
返混测定实验方法
通过优化进料速度、搅拌速度和 温度等参数，可以实现高转化率 和选择性。
单釜连续流动反应器的应用场景
化工生产
单釜连续流动反应器广泛应用于化工生产中，如石油化工、 精细化工等领域。
碳分子筛变压吸附提纯氮气答案
碳分子筛变压吸附提纯氮气模块名称预习考查题目权重1．碳分子筛吸附法从空气中分离提纯氮气的原理是什么？（）A．利用N2与O2在空气中的浓度差异，优先吸附N2气B．利用N2与O2在碳分子筛中扩散速率的差异，优先吸附O2气C．利用碳分子筛中的微孔尺寸的选择性，优先吸附O2气D．利用N2与O2在碳分子筛中扩散速率的差异，优先吸附N2气2．一个连续变压吸附分离装置，至少需要几个吸附柱，包括哪些操作步骤？（）A．2个，操作步骤包括系统充压、加压吸附、减压脱附、柱间气流切换B．3个，操作步骤包括系统充压、加压吸附、减压脱附、柱间气流切换C．1个，操作步骤包括系统充压、加压吸附、减压脱附D．3个，操作步骤包括加压吸附、减压脱附、柱间气流切换3．本实验采用什么工程手段来实现吸附和解吸操作？（）A．加压吸附，常压脱附B．加压吸附，升温脱附C．加压吸附，真空脱附D．低温吸附，高温脱附4．当吸附剂用量一定时，影响本实验变压吸附效果的主要因素有哪些？（）A．吸附压力、温度、气体流量、解吸压力B．吸附压力、气体流量、脱附压力、吸附时间E．吸附压力、气体流量、吸附时间D．温度、气体流量、脱附压力、吸附时间5．何谓穿透曲线？（）A．吸附柱出口流体中被吸附物质的浓20度随时间的变化曲线B．吸附柱出口流体中被吸附物质的浓度随气体流量的变化曲线C．吸附柱出口流体中被吸附物质的浓度随吸附压力的变化曲线D．吸附柱出口流体中被吸附物质的浓度随进口浓度的变化曲线你的回答本模块得分[满分100]B|B|C|B|A 100 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：吸附柱（2个）、微机、放空阀、流量计、CYES氧气分析仪、脱水柱、取样阀、空气压缩机及减压阀、脱油柱、缓冲罐、流量调节阀、水循环真空泵做错次数：0100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：B、检查压缩机、真空泵、吸附装置和计算机之间的连接是否到位，接通压缩机电源，接通吸附装置上的电源和真空泵电源，开启计算机并打开“在线控制软件”，点击“泵开关”，开启真空泵。
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。
连续均相管式循环反应器中的返混实验
连续均相管式循环反应器中的返混实验4学时一、实验原理及要点1．实验原理在工业生产上，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。
由停留时间分布密度函数的物理含义，可知 ()()dt t C V dt t f ⋅=()⎰∞=0dtt VC Q所以()()()()()dt t C t C dt t VC t VC t f ⎰⎰∞∞==由此可见()t f 与示踪剂浓度()t C 成正比。
化工实验
六．数据讨论平推流轴向没有混合，而全混流往往能使整个体系的浓度均一。
分布密度函数比较尖锐、峰比较窄则偏向于平推流，其比较平缓则偏向于全混流；一般对于同一装置，停留时间越长，返混的程度较大；对于同一反应，全混流反应器所需时间多于平推流反应器；多级釜串联有利于减小反应总体积，削弱稀释效应，出最后一个反应釜，其余各釜生产强度提高。
1.对于填料管式反应器：从密度分布函数来看，体积流量增大，停留时间减小，且有峰型收窄，峰面积减小的趋势，但σθ^2变大，N变小，从平推流特征向全混釜特征变化；增大循环量，首先出现了多峰，而且循环比增大，峰数目和高度增大，峰宽变大，停留时间减小，σθ^2变小，N变大，即返混程度降低；从分布函数来看，两者图形与理论图形吻合。
2.对于多釜串联：从单釜来看，增大转速和流量，使得N增大，即返混程度降低，但增大速却使得停留时间增长，而增大流量则使得停留时间缩短；从三釜来看，增大转速和流量使得N减小，即返混程度增大，而两者都延长了停留时间。
可以看出，除了第一组填料管式反应器，其在无循环的条件下，其N较大，较为符合平推流特征，其余组别N都处在0-1可以说是部分返混，偏离了两种理想模型。
一方面，流量增大使得流体流动剧烈，增加了混合的可能，但另一方面，流速增大，使得停留时间减小，往往来不及充分返混就已被带出。
而加强搅拌则能使返混明显得到强化。
从图中也可以看出，单釜之初呈尖锐状，可见流体刚流入时为平推流，而后逐渐返混得到强化，在第三釜中，峰宽明显增大，停留时间也远大于第一釜。
单釜和三釜的明显差异，可以说明在流体流动前后，随着时间的变化，平推流中返混不断增强，因此，多釜串联往往能使得混合程度增加。
七、思考题1.为什么说返混与停留时间分布不是一一对应的？为什么我们又可以通过测定停留时间分布来研究返混呢？答：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。
实验2 全混流反应器返混性能测试
实验2 全混流反应器返混性能测试一. 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. 学会用理想反应器的串联模型来描述实验系统的流动特性。
二. 实验原理在连续流动反应器中进行化学反应时，反应进行的程度除了与反应系统本身的性质有关以外，还与反应物料在反应器内停留时间长短有密切关系。
停留时间越长，则反应越完全。
停留时间通常是指从流体进入反应器时开始，到其离开反应器为止的这一段时间。
显然对流动反应器而言，停留时间不像间歇反应器那样是同一个值，而是存在着一个停留时间分布。
造成这一现象的主要原因是流体在反应器内流速分布的不均匀，流体的扩散，以及反应器内的死区等。
停留时间分布的测定不仅广泛应用于化学反应工程及化工分离过程，而且应用于涉及流动过程的其它领域。
它也是反应器设计和实际操作所必不可少的理论依据。
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注流体，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1形象地描述。
由概率论知识可知，概率分布密度函数E(t)就是系统的停留时间分布密度函数。
因此，E （t ）dt 就代表了流体粒子在反应器内停留时间介于t 到t+dt 之间的概率。
在反应器出口处测得的示踪剂浓度c(t)与时间t 的关系曲线叫响应曲线。
由响应曲线就可以计算出E （t ）与时间t 的关系，并绘出E （t ）～t 关系曲线。
计算方法是对反应器作示踪剂的物料衡算，即Qc(t)dt=mE(t)dt （1） 式中Q 表示主流体的流量，m 为示踪剂的加入量。
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)⎰∞=)(dtt VCQ (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。
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)⎰∞=)(dtt VCQ (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。
连续循环反应器中返混状况测定
实验二连续循环反应器中返混状况测定实验目的1、了解连续均相管式循环反应器的返混特性。
2、分析观察连续均相管式循环反应器的流动特种。
3、研究不同循环比下的返混程度，计算模型参数n。
实验原理在工业生产上，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：R 循环物料的体积流量离开反应器物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。
由停留时间分布密度函数的物理含义，可知f(t)dt=V⋅C(t)dtQQ=∫0∞VC(t)dt所以f(t)=VC(t)/∫0∞VC(t)dt=C(t)/∫0∞C(t)dt由此可见 f (t )与示踪剂浓度 C(t )成正比。
返混_重要的化学工程概念
在实际反应器中 ,由于物料质点的逗留时间
不同 ,其反应程度也不一样 ,出口时物料中各个质
点的浓度也不相同 。为了计算平均转化率 ,就要
根据不同的逗留时间 ,求得出口物料的平均浓度 。
根据逗留时间分布密度的定义 ,逗留时间在 t 与 t
+ d t 间的质点所占的分率为 E ( t) d t ,若这部分质
王勤娜 [ 15 ] 等人对喹啉季铵盐类缓蚀剂在盐酸 中缓蚀性进行了研究 ,喹啉季胺盐优于咪唑啉季
胺盐及罗尼希碱 。季铵盐缓蚀剂与丙炔醇有较好 协同效应 。
4 结束语
冷却水缓蚀剂的品种很多 ,但任何一种单一 缓蚀剂的缓蚀效果往往不理想 ,为此 ,需要针对不 同水质 、不同工艺条件 、不同要求 ,开发各种复合 缓蚀剂 。有些缓蚀剂如锌盐和聚磷酸盐在冷却水 中不稳定 ,开发其在冷却水中的稳定剂 ,如共聚物 也是开发研究的重点 。随着全球对环境保护的重 视 ,开发无毒或低毒的缓蚀剂 ,也是缓蚀剂的主要 发展方向 。
张海涛 丁百全
1 前言
在化学工程领域 ,返混是一个重要的工程概 念 。返混 ,又称逆向混合 ,是指不同年龄质点之间 的混合 。这里的逆向是时间概念上的逆向 ,不同 于一般搅拌混合 。
2 返混的起因
返混产生的原因有两点 : (1) 反应器内的环流 运动 。物料在连续反应器中的反向运动造成返 混 ,如循环反应器中的循环流 、连续流动塔式反应 器中的轴向反向扩散以及连续釜式反应器中的搅 拌作用 。(2) 反应器内物料的流速分布不均匀 。 当反应器内物料的流速分布不均匀时也同样可以 改变反应器内的浓度分布 ,造成返混 。
同时进入反应个流体质点中停留时间介于t的质点所占分率dn停留时间的实验测定停留时间分布通常由实验测定主要的方法是应答技术即用一定的方法将示踪物加到反应器进口然后在反应器出口物料中检验示踪物信以获得示踪物在反应器中停留时间分布规律的实验数据
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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:。