停留時間分布測定儀的使用目的
實驗目的：
1、了解停留時間測定的原理，加深對返混概念的理解。
2、掌握測定某一反應器中物料停留時間分布的方法與計算。
3、可完成多釜串聯(lián)返混性能測定實驗的實驗數(shù)據(jù)測定。
停留時間分布是指物料質(zhì)點從進入反應器開始，到離開為止，在反應器中總共停留的時間，這個時間也就是質(zhì)點的壽命，固體粒子停留時間測量方法有間接法和直接法兩種，間接的測量是基于總的固體相速度和相分率，而直接法大多借助示蹤劑進行測量。
連續(xù)操作設(shè)備中，由于設(shè)備中物料的返混，在同一時刻進入設(shè)備的各部分物料可能分別取不同的流動路徑，在設(shè)備內(nèi)的停留時間也不相同，從而按統(tǒng)計規(guī)律形成一定的分布。
描述方法常用以下兩種函數(shù)形式描述物料的停留時間分布：① 停留時間分布密度函數(shù)E(τ)（圖1）。停留時間為τ到τ＋dτ內(nèi)的物料占總物料的分率為E（τ）dτ，以陰影面積表示。②停留時間分布函數(shù)F(τ)。停留時間小于τ 的物料占總物料的分率為F（τ），以縱坐標高度表示。此兩個函數(shù)有如下關(guān)系：
由于物料的停留時間必然介于零與無限大之間，因而必有：
為方便計，可用這些函數(shù)的某些數(shù)字特征來反映停留時間分布，常用的為數(shù)學期望值和方差。①數(shù)學期望值掦表示物料的平均停留時間：
式中V為設(shè)備如反應器體積；v為物料體積流率。②方差σ表示物料停留時間的離散程度：
實驗測定停留時間分布的實驗測定采用信號響應法。在設(shè)備進口處輸入一定信號(通常為一種示蹤物,如某種有色液體),在出口處連續(xù)或定時地檢測對于輸入信號的響應值，如示蹤物濃度C（τ），即得響應曲線。信號應既不影響流動狀態(tài)，又便于分析檢測，本身性質(zhì)亦不發(fā)生變化。可以采用具有不同特征的輸入信號，常用的有：①脈沖信號。在極短時間內(nèi)，在設(shè)備進口處一次輸入一定量的示蹤物,在出口處獲得示蹤物的濃度CE,即可得響應曲線CE(τ)(圖3a)。假設(shè)在進出口處不存在返混，經(jīng)歸一化處理后可得停留時間分布密度函數(shù)：
②階躍信號。從某一時刻（記作τ＝0）開始，將進入物料切換成另一股示蹤物濃度為C0的物料，由此得到出口示蹤物響應曲線CE(τ) (圖3b)。由此計算停留時間分布函數(shù)：
③周期信號。輸入示蹤物濃度呈周期性變化（例如正弦波），測定出口響應曲線振幅和相位的變化，經(jīng)一定數(shù)學運算得到E(τ)和F(τ)。與上述兩法相比，周期信號法比較，但實驗技術(shù)和運算較為復雜。
除了可以采用上述的三種輸入信號以外，從理論上講，任何形式的輸入信號和響應曲線，都可得到物料的停留時間分布，只是處理都更復雜。
典型反應器的停留時間分布①平推流反應器由于返混量為零，有狹窄的停留時間分布密度及階躍式的停留時間分布函數(shù)（圖4b）。②全混流反應器由于返混量無窮大，有很寬的停留時間分布密度(圖)和相應的停留時間分布函數(shù) 。
實際應用①判斷設(shè)備內(nèi)物料流動情況。例如，如果停留時間分布曲線接近圖5,表明設(shè)備中有嚴重的返混；如果停留時間分布有如圖4所示較狹窄的分布,則表明只有較輕的返混。又如按停留時間分布求得的平均停留時間掦明顯小于理論的平均停留時間V/v，表明設(shè)備內(nèi)可能存在停滯區(qū)（死區(qū)）。②設(shè)備的流動模型確定后，可利用停留時間分布估計流動模型中的模型參數(shù)（見數(shù)學模型方法）。③在一定條件下，如對一級反應和*離析（見微觀混合）的系統(tǒng)，可以預測反應的結(jié)果。
以上就是停留時間分布測定儀的相關(guān)介紹，以供參考！
