实验四 多釜串联返混性能测定 1
实验四 多釜串联返混性能测定
? 综述
? 1 实验目的
? 2 实验原理
? 3 实验装置及流程
? 4 操作步骤
? 5 数据处理
? 6 思考与讨论
实验四 多釜串联返混性能测定 2
综述
? 多釜串联返混实验装置是测定带搅拌器的釜
式反应器中物料返混情况的一种设备。通常
是在固定搅拌马达转数和液体流量的条件下，
加入示踪剂，由各级反应釜流出口测定示踪
剂浓度随时间变化曲线，再通过数据处理得
以证明返混对釜式反应器的影响，并能通过
计算机得到停留时间分布密度函数及多釜串
联流动模型的关系。
实验四 多釜串联返混性能测定 3
1 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 了解停留时间分布密度函数与多釜串联流动
模型的关系；
? 4 了解多釜串联模型中模型参数 n的物理意义；
实验四 多釜串联返混性能测定 4
2 实验原理
返混程度的大小，通常是利用物料停留
时间分布的测定来研究返混程度。但是
返混与停留时间分布两者不存在一一对
应关系，因此不能直接把测定的停留时
间分布用于描述微团间充分混和系统的
返混程度，而要藉助于符号实际流动模
型方法。
实验四 多釜串联返混性能测定 5
实验原理 (续 )
停留时间分布密度函数 f(t)正比于反应器出口
示踪剂的浓度,因此，本实验中用水作为物料，
使用饱和 KCl溶液作为示踪剂，在系统出口处
安装了一套电导检测系统。由于在一定的 KCl
水溶液浓度范围内，其浓度正比于电导值。显
然，所测系统的物料停留时间密度函数正比于
系统出口处 KCl水溶液的电导值，即
E(t)∝ L(t),L(t)为 t时刻水溶液的电导值。
实验四 多釜串联返混性能测定 6
3 实验装置及流程
? 实验装置如附图所示。由三釜串联系统组成，
三釜串联反应器中每个釜的体积为 1L。实验时，
水经转子流量计流入三釜串联系统，待系统稳
定后，在三釜串联系统的第一只反应釜的进口
注入示踪剂，借助安置在每个反应釜出口处的
电导测试系统可以检测示踪剂浓度变化情况，
并由记录仪连续记录。
? 实验装置图
? 实验流程图
实验四 多釜串联返混性能测定 7
4 操作步骤
4.1 准备工作
(1)将饱和 KCl液体注入标有 KCl的储瓶内，将
水注入标有 H2O的储瓶内。
(2)连接好入水管线，打开自来水阀门，使管
路充满水。
(3)检查电极导线连接是否正确。
实验四 多釜串联返混性能测定 8
4.2 操作步骤 (续 )
(1)打开总电源开关、水位控制开关、入水阀门，
当水位指示 绿灯 亮后，打开进水转子流量计的
阀门,调节水流量维持在 30升 /时 。
(2)分别开启三个釜的搅拌，后再调节马达转速，
使三釜搅拌程度大致相同。开启电磁阀和电导
仪并校正，使电导仪表针指示为满刻度 1.0。
将拨钮扳至,测量,位置，准备测量。
实验四 多釜串联返混性能测定 9
4.2 操作步骤 (续 )
(3)开启计算机，双击,多釜返混实验 FH-3”图标，
在主画面上按下,实验流程,按钮，调节,示
踪剂量,、,进水流量,，使显示值为实际实
验值。
(4) 按下,趋势图,按钮，调节,实验周期,、
,阀开时间,，使显示值为实验所需值，开始
采集数据。
(5) 测试结束,保存数据。
实验四 多釜串联返混性能测定 10
4.3 停车
实验完毕，冲洗电磁阀，关闭各水阀，退出实
验程序，关闭计算机。
五,数据处理
用离散化方法求出对应的,再求出相应的模
型参数，随后讨论 n的数值范围，就可确定这
两种反应器的返混大小。
2??
实验四 多釜串联返混性能测定 11
6 思考与讨论
1.反应器的个数有 3个，模型参数 n又代表了全混流
反应器的个数，那么 n值是否就应该是 3，为什么？
2.全混流反应器应具有什么样的特征？如何用实验
的方法判断是否达到全混流反应器的模型要求？
如果尚未达到，应如何调整？
3.何谓示踪剂？对示踪剂有哪些要求？在反应器入
口处注入示踪剂时应注意什么？
4.模型参数 n与实验中测得 n有何不同，为什么？
实验四 多釜串联返混性能测定 12
多釜串联返混性能测定装置
实验四 多釜串联返混性能测定 13
实验四 多釜串联返混性能测定
? 综述
? 1 实验目的
? 2 实验原理
? 3 实验装置及流程
? 4 操作步骤
? 5 数据处理
? 6 思考与讨论
实验四 多釜串联返混性能测定 2
综述
? 多釜串联返混实验装置是测定带搅拌器的釜
式反应器中物料返混情况的一种设备。通常
是在固定搅拌马达转数和液体流量的条件下，
加入示踪剂，由各级反应釜流出口测定示踪
剂浓度随时间变化曲线，再通过数据处理得
以证明返混对釜式反应器的影响，并能通过
计算机得到停留时间分布密度函数及多釜串
联流动模型的关系。
实验四 多釜串联返混性能测定 3
1 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 了解停留时间分布密度函数与多釜串联流动
模型的关系；
? 4 了解多釜串联模型中模型参数 n的物理意义；
实验四 多釜串联返混性能测定 4
2 实验原理
返混程度的大小，通常是利用物料停留
时间分布的测定来研究返混程度。但是
返混与停留时间分布两者不存在一一对
应关系，因此不能直接把测定的停留时
间分布用于描述微团间充分混和系统的
返混程度，而要藉助于符号实际流动模
型方法。
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实验原理 (续 )
停留时间分布密度函数 f(t)正比于反应器出口
示踪剂的浓度,因此，本实验中用水作为物料，
使用饱和 KCl溶液作为示踪剂，在系统出口处
安装了一套电导检测系统。由于在一定的 KCl
水溶液浓度范围内，其浓度正比于电导值。显
然，所测系统的物料停留时间密度函数正比于
系统出口处 KCl水溶液的电导值，即
E(t)∝ L(t),L(t)为 t时刻水溶液的电导值。
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3 实验装置及流程
? 实验装置如附图所示。由三釜串联系统组成，
三釜串联反应器中每个釜的体积为 1L。实验时，
水经转子流量计流入三釜串联系统，待系统稳
定后，在三釜串联系统的第一只反应釜的进口
注入示踪剂，借助安置在每个反应釜出口处的
电导测试系统可以检测示踪剂浓度变化情况，
并由记录仪连续记录。
? 实验装置图
? 实验流程图
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4 操作步骤
4.1 准备工作
(1)将饱和 KCl液体注入标有 KCl的储瓶内，将
水注入标有 H2O的储瓶内。
(2)连接好入水管线，打开自来水阀门，使管
路充满水。
(3)检查电极导线连接是否正确。
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4.2 操作步骤 (续 )
(1)打开总电源开关、水位控制开关、入水阀门，
当水位指示 绿灯 亮后，打开进水转子流量计的
阀门,调节水流量维持在 30升 /时 。
(2)分别开启三个釜的搅拌，后再调节马达转速，
使三釜搅拌程度大致相同。开启电磁阀和电导
仪并校正，使电导仪表针指示为满刻度 1.0。
将拨钮扳至,测量,位置，准备测量。
实验四 多釜串联返混性能测定 9
4.2 操作步骤 (续 )
(3)开启计算机，双击,多釜返混实验 FH-3”图标，
在主画面上按下,实验流程,按钮，调节,示
踪剂量,、,进水流量,，使显示值为实际实
验值。
(4) 按下,趋势图,按钮，调节,实验周期,、
,阀开时间,，使显示值为实验所需值，开始
采集数据。
(5) 测试结束,保存数据。
实验四 多釜串联返混性能测定 10
4.3 停车
实验完毕，冲洗电磁阀，关闭各水阀，退出实
验程序，关闭计算机。
五,数据处理
用离散化方法求出对应的,再求出相应的模
型参数，随后讨论 n的数值范围，就可确定这
两种反应器的返混大小。
2??
实验四 多釜串联返混性能测定 11
6 思考与讨论
1.反应器的个数有 3个，模型参数 n又代表了全混流
反应器的个数，那么 n值是否就应该是 3，为什么？
2.全混流反应器应具有什么样的特征？如何用实验
的方法判断是否达到全混流反应器的模型要求？
如果尚未达到，应如何调整？
3.何谓示踪剂？对示踪剂有哪些要求？在反应器入
口处注入示踪剂时应注意什么？
4.模型参数 n与实验中测得 n有何不同，为什么？
实验四 多釜串联返混性能测定 12
多釜串联返混性能测定装置
实验四 多釜串联返混性能测定 13
