通常使用示蹤法,即向一穩(wěn)定流動(dòng)的系統(tǒng)中輸入示蹤劑,在出口處檢測(cè)流出物料中示蹤劑含量的變化,從而定出物料的停留時(shí)間分布。所用示蹤劑應(yīng)不起化學(xué)變化,不會(huì)被器壁或器內(nèi)填充物所吸附并易于檢測(cè),如電解質(zhì)、染料等。輸入示蹤劑要不影響裝置內(nèi)原來(lái)的流動(dòng)狀況。示蹤剤的輸入方式有脈沖式:
脈沖法,在t=0瞬間,向流量為v的流入物料中脈沖地注入示蹤劑A(其量為M),同時(shí)記錄流出物料中A的摩爾分子濃度CA隨時(shí)間t的變化,繪出CA-t曲線(xiàn),曲線(xiàn)所圍的面積為:
若以C0表示M/v,并按E(t)定義:
E(t)dt=vCAdt/M,
則 E(t)=CA/C0。
返混是流動(dòng)系統(tǒng)的內(nèi)在流動(dòng)特征,一般不易直接測(cè)定.返混的研究通常是先簡(jiǎn)化,然后假設(shè)流動(dòng)模式(流動(dòng)宏觀形態(tài)的簡(jiǎn)化物理模式),以流動(dòng)模型表示返混與物料停留時(shí)間分布的定量關(guān)系,并根據(jù)物料的停留時(shí)間分布來(lái)檢驗(yàn)?zāi)P秃凸烙?jì)模型參數(shù).一定的返混流動(dòng)模式會(huì)表現(xiàn)出確定的停留時(shí)間分布,但同樣的停留時(shí)間分布卻可能由不同的返混流動(dòng)模式造成.所以從停留時(shí)間分布不能確切推測(cè)流動(dòng)模式. 反應(yīng)器中的流動(dòng),通常很復(fù)雜,常可簡(jiǎn)化為若干種基本的流動(dòng)模式.其中理想流動(dòng)模式有二:一是返混量為零的流動(dòng),即平推流(或活塞流,或理想排擠);另一是返混量為無(wú)窮大的流動(dòng),即全混流(或理想混合).非理想流動(dòng)模式的返混量介于零與無(wú)窮大之間.[1] 返混使系統(tǒng)中的溫度分布或濃度分布趨于平坦.因此,凡是要求較大溫度差或濃度差的場(chǎng)合,返混是不利因素.對(duì)各種反應(yīng)來(lái)說(shuō),返混的利弊各不相同:①在正級(jí)數(shù)反應(yīng)中,返混會(huì)降低反應(yīng)器中反應(yīng)物的濃度,必然會(huì)降低表觀的反應(yīng)速率.例如對(duì)于一級(jí)反應(yīng),在要求出口轉(zhuǎn)化率為90%時(shí),平推流反應(yīng)器中的表觀速率約為全混流反應(yīng)器的2.3倍.②在有串聯(lián)副反應(yīng)的反應(yīng)中,返混降低反應(yīng)物的濃度、同時(shí)提高產(chǎn)物濃度,必然降低表觀的選擇率.③在有平行副反應(yīng)的反應(yīng)中,如果主反應(yīng)級(jí)數(shù)高于副反應(yīng)的級(jí)數(shù),則返混使表觀選擇率下降.④對(duì)負(fù)級(jí)數(shù)反應(yīng)、自催化反應(yīng)以及其他需要均勻溫度或濃度的反應(yīng)(如可以利用反應(yīng)放熱來(lái)加熱反應(yīng)原料的反應(yīng)),返混是有利因素. 凡是有降液管的塔板上,液體物料橫過(guò)塔板與上升氣體呈T字形錯(cuò)流狀態(tài).物料中易揮發(fā)組分的濃度將沿著流動(dòng)的方向逐漸下降.但如果因液體流動(dòng)情況、流道長(zhǎng)度、以及停留時(shí)間、塔板的水平度和水力梯度等原因,會(huì)使上升的氣體在工作面上使液體形成渦流狀態(tài),即濃度高低不一的液體攪混在一起,從而破壞了已經(jīng)形成的液體沿正常流動(dòng)方向的濃度變化,這種現(xiàn)象就是返混現(xiàn)象,在塔內(nèi)時(shí)有發(fā)生,導(dǎo)致分離效果降低.。
本測(cè)定方法有哪些需要改進(jìn)的地方通常使用示蹤法,即向一穩(wěn)定流動(dòng)的系統(tǒng)中輸入示蹤劑,在出口處檢測(cè)流出物料中示蹤劑含量的變化,從而定出物料的停留時(shí)間分布。
所用示蹤劑應(yīng)不起化學(xué)變化,不會(huì)被器壁或器內(nèi)填充物所吸附并易于檢測(cè),如電解質(zhì)、染料等。輸入示蹤劑要不影響裝置內(nèi)原來(lái)的流動(dòng)狀況。
示蹤剤的輸入方式有脈沖式:脈沖法,在t=0瞬間,向流量為v的流入物料中脈沖地注入示蹤劑A(其量為M),同時(shí)記錄流出物料中A的摩爾分子濃度CA隨時(shí)間t的變化,繪出CA-t曲線(xiàn),曲線(xiàn)所圍的面積為:若以C0表示M/v,并按E(t)定義:E(t)dt=vCAdt/M,則 E(t)=CA/C0。
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