管式反应器流动特性测定实验

2023-11-30 12:10:01 字數 997 閱讀 3331

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:

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。

qy-hggc03管式反应器流动特性测定实验装置可以了解连续均相管式循环反应器的返混特性,通过脉冲法测管式反应器停留时间分布,分析观察连续均相管式循环反应器的流动特征,研究不同循环比下的返混程度,计算模型参数n。

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