停留时间分布与反应器模型 以苯甲酸为示踪物 用脉冲法测定反应体积为1735cm3的液相反应器停留时间分布。液
停留时间分布与反应器模型
以苯甲酸为示踪物，用脉冲法测定反应体积为1735cm3的液相反应器停留时间分布。液体流量40.2cm3/min，示踪物用量为4.95 g，不同时间出口物流中示踪物c(t)如下表所示。
t(min) | c(t)×10-3(g/mL) | t(min) | c(t)×10-3(g/mL) | t(min) | c(t)×10-3(g/mL) |
10 | 0 | 45 | 2.840 | 80 | 0.300 |
15 | 0.113 | 50 | 2.270 | 85 | 0.207 |
20 | 0.863 | 55 | 1.735 | 90 | 0.131 |
t(min) | c(t)×10-3(g/mL) | t(min) | c(t)×10-3(g/mL) | t(min) | c(t)×10-3(g/mL) |
25 | 2.210 | 60 | 1.276 | 95 | 0.094 |
30 | 3.340 | 65 | 0.910 | 100 | 0.075 |
35 | 3.720 | 70 | 0.619 | 105 | 0 |
40 | 3.520 | 75 | 0.413 | 110 | 0 |
若用多釜串联模型来模拟反应器，求模型参数N。
-
由题可知，经105min后，示踪物已全部流出反应器。首先要检验数据的可靠性。
示踪物总量检验
应用辛普森法求取积分值
+4(0.113+2.210+3.720+…+0.094)]×10-3
=4.94g
该数值与题中给出的4.95g相近。
根据可求得f(t)，如当t=15min时，
=0.92×10-3L/min
现将计算结果列于下表：
t(min) f(t)×10-3(L/min) t(min) f(t)×10-3(L/min) t(min) f(t)×10-3(L/min) 10 0 45 23.10 80 2.44 15 0.92 50 18.45 85 1.68 20 7.00 55 14.26 90 1.07 25 17.95 60 10.37 95 0.76 30 27.10 65 7.39 100 0.61 35 30.20 70 5.03 105 0 40 28.60 75 3.36 110 0
计算平均停留时间
若按
两者接近，说明数据合理。
按
=[0.92(15)2+7(202)+…
+0.61(1002)](10-3)(5)-43.122
=235.1min2
无因次方差为
模型参数N为