当前课程知识点：冶金反应工程 > 第六章 非理想流动 > 6.2 停留时间分布的实验测定 > 停留时间分布（RTD）的概念
同学们好
这一节我们给大家介绍
停留时间分布的实验测定
我们停留时间分布实验测定方法
主要是用示踪响应法
那么示踪响应法指的是
通过在入口加入示踪剂
在出口测示踪剂浓度
随时间的变化情况
对示踪剂的要求有如下要求
第一 与被研究物料混合良好
第二 不改变流动状态
还有本身不发生变化
易于检测等等
检测测量方法有如下三种
包括化学分析方法
PH值或电导率的测定
以及光吸收率测量等等
示踪剂的加入方式主要有三种
第一是脉冲法加入示踪剂
第二 阶跃法加入示踪剂
第三 周期输入法
那么下面我们只介绍
前两种加入方法
脉冲法和阶跃方法
首先第一个 脉冲示踪法
我们在实验中将一定量的示踪剂
包括Mmol示踪剂
瞬间注入进口物料中
保持物料流量不变
测出口处示踪剂浓度C
随时间的变化
那么这个我们用的数学描述
是用δ函数 那么这个δ函数
我们以前都学过的
那么对δ函数啊
从负∞到正∞进行积分
最后它的总值为1
即δ函数曲线下的面积为1
我们设注入示踪剂的量为M
容器容积为V
物料平均停留时间为τ
取C0=M/V为特征浓度
用无因次浓度大C=C/C0
和无因次时间θ=t/τ
为纵横坐标作图
得到的时间曲线称为C曲线
我们由停留时间分布密度的定义
E(t)dt=dN/N
那么这里的dN=FvC/dt
那么这里的N是我加入的总量是M
示踪剂的总量
那么把这里头这两个式子带入
E(t)dt中
最后经过一系列的变换
最后可以看出来E(t)dt它就等于
τ-1 大C乘以dt
最后我们可以看到
把dt都给约掉 最后大C它就等于
τE(t) 着就等于E(θ)
由此可知
我用脉冲流入实验方法
可以直接测得
停留时间分布密度曲线
第二个方法是阶跃式的示踪法
我们实验是这么做的
体系达到稳态时的某一瞬间
t=0的时候 有示踪浓度为C0的
由流量的流体替换原流体
并同时连续测量出口流体中
浓度随时间t的变化
我们以无因次浓度C/C0
和无因次时间θ=t/τ
为坐标作图
得到的曲线称为F曲线
我们看这个曲线是什么关系
我们在t时刻 单位时间内流出的
流体所含的示踪剂量=Fv*C
其中Fv为体积流量
在流出的流体中
年龄大于t的流体它不含示踪剂
因为这个时候还没有流入示踪剂
这部分所点的液体分率为1-F(t)
年龄小于t的流体
所占的分率为F(t)
那么它含的示踪剂的量为
FvF(t)C0
年龄大于t和小于t的流体中
所含示踪剂量就等于
年龄小于t的流体中
所含的示踪剂量
由流出的示踪剂量的关系得
FvC=Fv*F(t)C0+(1-F(t))*0
那么通过推导
最后我们可以得到C/C0它=F(t)
由此我们可以知
用阶跃实验方法
可以直接测得停留时间分布函数
那么我们现在总结一下
我们是对停留时间分布实验测定
采用了两种方式
第一个是脉冲示踪剂法
第二 阶跃示踪法
我们看实验是对于脉冲示踪法
是将一定量的示踪剂
瞬间注入进口物料中
保持物料流量不变
测出口处示踪剂浓度C
随时间的变化
那么最后我们得到的
它的无因次浓度大C
直接就等于E(θ)
那么就是用脉冲注入实验方法
可以直接测得
停留时间分布密度曲线
我们看对于阶跃示踪法
体系达到稳态的某一瞬间
用示踪剂浓度为C0的
同流量的流体替换原流体
并同时连续测量出口流体中
浓度随时间t的变化
那么最后可以得到C/C0=F(t)
由此可知 用阶跃实验方法
可以直接测得停留时间分布函数
好 以上就是我们知识点二的
全部内容
-第一讲 冶金反应工程学的创立与发展-冶金反应工程学的范畴与内容-冶金反应工程学的数学模型-冶金反应装置概述
--1 冶金反应工程学的创立与发展-冶金反应工程学的范畴与内容-冶金反应工程学的数学模型-冶金反应装置概述
-第一章 绪论--章节测验
-第一讲 序言
--序言
-第二讲 2.1 反应动力学的基本概念
-第三讲 2.2 动力学参数及化学反应速度式的确定
-第四讲 2.3 积分法处理动力学实验数据
-第五讲 2.4 微分法处理动力学实验数据
-第六讲 2.5 确定反应速度的其他方法
-第二章 反应动力学基础--章节测验
-第一讲 5.1 均相反应器的分类
--均相反应器的分类
-第二讲 5.2 间歇反应器(BCMT)
-第三讲 5.3 活塞流反应器(CCMT)
-第四讲 5.4 全混流反应器(CPFR)
-第五讲 5.5 理想反应器生产能力比较
-第五章 理想反应器--章节测验
-6.1 停留时间分布（RTD）的概念
-6.2 停留时间分布的实验测定
-6.3 根据停留时间分布分析流型
-6.4 物料的混合及对反应的影响
-6.5 流动模型-扩散模型
-- 流动模型-扩散模型
-6.6 流动模型-槽列模型和组合模型
-第六章 非理想流动--章节测验
