停留时间分布.ppt

停留时间分布测定方法及处理方法
1 停留时间分布
2 停留时间分布的实验测定
3 停留时间分布的统计特征值
4 理想反应器的停留时间分布
研究反应器内流体停留时间分布的实际意义
(1)了解已有反应器内物料的流动状况,确定表示流动特性的模型参数,判断反应器的型式、结构、操作方式是否合理,找出存在的问题,确定改进方向。
(2)研究各种类型反应器内流体的停留时间分布规律,建立流体流动模型,以便对偏离理想流动模型的反应器进行设计分析。

停留时间是指物料质点从进入系统到离开反应器总共停留的时间,这个时间也是质点的寿命。
对于间歇反应器
在任何时刻下反应器内所有物料在其中的停留时间都是一样,不存在停留时间分布问题。
对于流动系统
停留时间的考察是以一堆分子(流体粒子或微团)为对象,具有确切的统计平均性质。
由于物料在反应器内的停留时间分布完全是随机的,因此可以根据概率分布的概念对物料在反应器内的停留时间分布作定性的描述。
研究对象:封闭系统
图1-1封闭式系统示意图
在图1-1系统做实验
系统
进口
出口
图1-2停留时间分布直方图
图1-3停留时间分布密度函数
实验结果表明:红色流体在管内的停留时间有长有短,即存在停留时间分布,停留时间分布可通过流出液体浓度随时间的变化而定量的表示出来。
停留时间分布密度函数
定义:在稳定连续流动系统中,同时进入反应器的N个流体粒子中,其停留时间为t~t+dt的那部分粒子占总粒子数N的分率记作:
被称为停留时间分布密度函数。
的大小并不是分率的大小,而E(t)dt才是分率dN/N大小。
依此定义函数具有归一化的性质:
(累积)分布函数
定义:在稳定连续流动系统中,同时进入反应器的N个流体粒子中,其停留时间小于t的那部分粒子占总粒子数N的分率记作:
被称为停留时间分布函数。
从概率论的角度,F(t)表示流体粒子的停留时间小于t的概率。
. 之间的关系
停留时间分布曲线
2 停留时间分布的实验测定
停留时间分布实验测定方法是示踪响应法,通过用示踪剂来跟踪流体在系统内的停留时间。根据示踪剂加入方式的不同,又可分为脉冲法、阶跃法及周期输入法三种。

方法:用极短的时间,在定常态操作的系统入口加入一定量的示踪剂,同时在系统的出口处检测示踪剂浓度的变化。
测量方法:热导法,电导法,放射性同位素示踪法。