反应工程（第三版） 教学课件 ppt 作者 李绍芬 主编 第五章 停留时间分布与反应器的流动.pptx

第五章

停留时间分布与反应器的流动模型

从流体流动与混合的角度解释PFR和CSTR产生差异的原因

停留时间分布的概念和测定方法

通过停留时间分布的统计特征值建立

非理想反应器的数学模型

混合对化学反应的影响

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本章目的

1

2

3

4

5.1停留时间分布

ResidenceTimeDistribution,RTD

1.基本概念

停留时间：指流体以进入系统时算起，到其离开系统时为止，在系统内总共经历的时间。

返混：在流体流动方向上停留时间不同的流体粒子之间的混合称为返混，也称为逆向混合。

流动模型：是对反应器中流体流动与返混情况的描述，这一状况对反应结果有非常重要的影响。

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5.1停留时间分布

1.基本概念

停留时间分布

●年龄分布：对存留在系统的粒子而言，从进入系统算起到我们所考虑的那一瞬间为止，在系统中停留的时间。指对系统中的流体粒子而言

●寿命分布：流体粒子从进入系统起到离开系统止，在系统内停留的时间。系统出口处的流体粒子而言

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系统进口处流体粒子有进无出，系统出口处则有出无进

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5.1停留时间分布

1.基本概念

闭式系统

进

口

系统

出口

5.1停留时间分布

1.基本概念

停留时间分布理论的应用

●对现有设备进行工况分析

●建立合适的流动模型，进行非理想反应器的计算

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5.1停留时间分布

2.停留时间分布的定量描述

实验方法：示踪响应法

系统

激励

假设

定态；闭式系统；密度恒定；无化学反应

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响应

t-t+△t

QN

QN/N

0-1

4

0.04

1-2

11

0.11

2-3

18

0.18

3-4

24

0.24

4-5

21

0.21

5-6

14

0.14

6-7

8

0.08

流体的体积流量，m³/sN,粒子总数，个

单位流体体积中粒子的个数，个/m³

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Q

N;

2015

8

停留时间分布的直方图

停留时间分布密度函数(s-1。

可拥

QN/Nt

20

停留时间分布密度函数E(t)(s-1)

E(t)

dt

F(t)

t

t

E(t)dt:流体粒子停留时间介于t→t+dt之间的概率

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0

E(t)dt

●流体粒子停留时间介于t→t+dt之间的概率；t→t+dt之间离开系统的粒子所占的分率；

●t→t+dt时间间隔内停留时间为t的粒子所占的

分率；

t→t+dt间隔内寿命为t的粒子所占的分率；

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