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实验八内循环反响器无梯度检
验
一、实验目的
采用阶跃激发-响应技术之一的清洗法测定停
留时间分布为手段,对内循环反响器进行无锑度
检验,以便确定实现无涕度的边界操作条件。
通过本实验,掌握一种测定停留时间分布的
实验技术和内循环反响器的无梯度检验方法。同
时,对于内循环反响器的构造原理和反响器的理
想流动模型的实质,无疑会加深理解。
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二、实验原理
内循环气-固相催比反响器相当于一个连续搅拌釜
式反响器。反响器内到达无梯度,也就是流动的气体
在反响器内到达完全返混,即实现了理想的全混流模
型。因此,只要通过测定气体流过反响器的停留时间
分布,确定是否实现了全混流,便可决定反响器是否
到达了无梯度。
测定气体通过反响器的停留时间分布,常用方法
有脉冲激发-响应法和阶跃激发-响应法。阶跃激发-响
应法是在某一瞬时,在反响器入口处。向定态流动的
主气流中突然参加稳定流量的示踪气体。与此同时,
在反响器出口处连续测定主气流中示踪气阵的浓度随
时间的变化。清洗法的操作步骤恰好与上述的阶跃法
相反,即在入口处突然中断主气流中的示踪气体流,
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同时测定出口气体中示踪气体的浓度随时间的变比。
假设反响器实现了全混流,并将测得停留时间分布
曲线用累计停留时间分布函数F〔t〕与时间t的变化关
系曲线来描述。假设气体流过反响器到达了全混流,
那么反响器内各处的浓度必定相等并且与反响器出口
处的浓度完全相同。
将用清洗法测得的停留时间分布实验数据标绘成
InF(t)~t曲线,或者lnF(θ)~θ曲线,即可由曲线
的线性相关性和直线的斜率来检验判断,反响器在该
操作条件下是否已经实现了全混流,亦即反响器内是
否已经实现了浓度和温度无梯度。
本实验以氮气为主流气体,氢气为示踪气体,并采
用热导鉴定器检测反响器出口示踪气体的浓度随时间
的变比关系。
将实验测得的原始数据,按上式换算后,标绘出
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InF(t)~t和InF(θ)~θ关系曲线,根据标绘的曲线
三
、
实
验
装
置
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四、实验要点
1.实验前准备工作
〔1〕调节好氮气和氢气的压力。
〔2〕按参考数据调节氮气流量:
〔3〕待各路流量稳定后,翻开电路箱和计算机电源开关。启动
计算机的主机和显示器,并凋好实验数据采集程序,待用。
2.实验操作步骤
在一定流量下,按以下步骤用清洗法测定停留时间分布:
〔l〕在0—3000转/分范围内,调定搅拌转速。
〔2〕调节示踪气体〔氢气〕的流量。
〔3〕待Umax值稳定不变之后,快速关闭氢气截至阀与此同时在
计算机键盘上按下数据采集指令键〔按S键〕。
〔4〕根据实验需要,按下终止数据采集指令键〔按Q键〕,终
止数据采集。将采集到的这套数据付于文件名后存入待用。
改变搅拌转速,重复上述实验步骤。由此可得在一定流量
下,不同转速时的停留时间分布实验数据。但需要提请注意,
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改变转速后,必须重新检查和调整池平衡和零点。
最后,实验数据采集和处理完毕之后,需按以下步
骤进行停机操作;
〔1〕将搅拌转速调回零点。
〔2〕将桥路工作电流调回至零,并关掉电源开关。
〔3〕关闭各路气体调节阀。
〔4〕关闭电路箱电源开关和计算饥主机与显示器的电
源开关。
3.实验本卷须知:
〔1〕开机时,必须先通气,后通电;关机时,必须
先切断电源,后停止通气。以此保证热导池在有气体
流通状态下运行,防止烧毁热导池。
〔2〕为了保证热导鉴定器的工作性能稳定,在实验前
必须至少稳定运行l小时以上。为保证测定精确,必须
仔细耐心调节池平衡和热导调零。当然,在整个操作
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过程中,必须保持各路
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