實(shí)驗目的：

　　1、了解停留時(shí)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(shí)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(shí)驗的實(shí)驗數據測定。

　　停留時(shí)間分布是指物料質(zhì)點(diǎn)從進(jìn)入反應器開(kāi)始，到離開(kāi)為止，在反應器中總共停留的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間也就是質(zhì)點(diǎn)的壽命，固體粒子停留時(shí)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(jìn)行測量。

　　連續操作設備中，由于設備中物料的返混，在同一時(shí)刻進(jìn)入設備的各部分物料可能分別取不同的流動(dòng)路徑，在設備內的停留時(shí)間也不相同，從而按統計規律形成一定的分布。

　　描述方法常用以下兩種函數形式描述物料的停留時(shí)間分布：① 停留時(shí)間分布密度函數E(τ)（圖1）。停留時(shí)間為τ到τ＋dτ內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(shí)間分布函數F(τ)。停留時(shí)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(gè)函數有如下關(guān)系：

　　由于物料的停留時(shí)間必然介于零與無(wú)限大之間，因而必有：

　　為方便計，可用這些函數的某些數字特征來(lái)反映停留時(shí)間分布，常用的為數學(xué)期望值和方差。①數學(xué)期望值掦表示物料的平均停留時(shí)間：

　　式中V為設備如反應器體積；v為物料體積流率。②方差σ表示物料停留時(shí)間的離散程度：

　　實(shí)驗測定停留時(shí)間分布的實(shí)驗測定采用信號響應法。在設備進(jìn)口處輸入一定信號(通常為一種示蹤物,如某種有色液體),在出口處連續或定時(shí)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(xiàn)。信號應既不影響流動(dòng)狀態(tài)，又便于分析檢測，本身性質(zhì)亦不發(fā)生變化?？梢圆捎镁哂胁煌卣鞯妮斎胄盘?，常用的有：①脈沖信號。在極短時(shí)間內，在設備進(jìn)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(xiàn)CE(τ)(圖3a)。假設在進(jìn)出口處不存在返混，經(jīng)歸一化處理后可得停留時(shí)間分布密度函數：

　?、陔A躍信號。從某一時(shí)刻（記作τ＝0）開(kāi)始，將進(jìn)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(xiàn)CE(τ) (圖3b)。由此計算停留時(shí)間分布函數：

　?、壑芷谛盘?。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(xiàn)振幅和相位的變化，經(jīng)一定數學(xué)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(shí)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(xiàn)，都可得到物料的停留時(shí)間分布，只是處理都更復雜。

　　典型反應器的停留時(shí)間分布①平推流反應器由于返混量為零，有狹窄的停留時(shí)間分布密度及階躍式的停留時(shí)間分布函數（圖4b）。②全混流反應器由于返混量無(wú)窮大，有很寬的停留時(shí)間分布密度(圖)和相應的停留時(shí)間分布函數 。

　　實(shí)際應用①判斷設備內物料流動(dòng)情況。例如，如果停留時(shí)間分布曲線(xiàn)接近圖5,表明設備中有嚴重的返混；如果停留時(shí)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(shí)間分布求得的平均停留時(shí)間掦明顯小于理論的平均停留時(shí)間V/v，表明設備內可能存在停滯區（死區）。②設備的流動(dòng)模型確定后，可利用停留時(shí)間分布估計流動(dòng)模型中的模型參數（見(jiàn)數學(xué)模型方法）。③在一定條件下，如對一級反應和*離析（見(jiàn)微觀(guān)混合）的系統，可以預測反應的結果。
       以上就是停留時(shí)間分布測定儀的相關(guān)介紹，以供參考！