多釜串聯模式實驗原理性（xìng）能檢測及實驗裝置的原理設計

處（chù）理軸向的返混不采用連續而采用分（fèn）級的方法建立的反應器的模式。即把反應器沿軸向分為N個等容的全（quán）混釜（fǔ）反應器，把整個反應（yīng）器看作是由這N個全混釜反應器所構成。這種模式比（bǐ）較適用於描述返混程度較大的反（fǎn）應器。
一、多釜串聯模式的實驗原理
多釜串聯實驗中停留時間分布測定（dìng）所采用（yòng）的方法主要是示蹤響應法，即在反應器入口以一定的方式（shì）加（jiā）入示蹤劑，然後通過測量反應器出口處示蹤劑濃度（dù）的（de）變化，間接地描述反應器（qì）內流體的停留時（shí）間。示蹤劑加入方式為脈衝輸入法。在極（jí）短的時間內，將示蹤劑從係統的入口處注入主流體，在（zài）不影響主流體原有流動特性的情況下隨之進入反應器（qì），同時在反應器出（chū）口檢測示蹤劑濃度隨時（shí）間的變化。
由概（gài）率論知識，概率分（fèn）布密度函數就是係統的停留時間分布密度（dù）函數。因此，就代表（biǎo）了流體粒子在反應器內停留時間介於到之間（jiān）的概率。在反應器出口處測（cè）得的示蹤劑濃度與時間的關係曲線即響應曲線。
二、多（duō）釜串聯反應器的性能檢測
反應器是進行化學反應的關鍵設備（bèi），種（zhǒng）類繁多。在反應器的設計（jì）放大過程中，流體流動是最不易確定的因素。因為反應過程是一個極其複雜的過程。由於物料粒子在流經反應器時，基於各種影響（xiǎng）造成的渦流、短路、死區（qū），以及速度分布等產生返（fǎn）混，形成（chéng）停留時間分布 （Residence Time Distribution，簡稱 RTD），導致（zhì）反應器的效率降低，而影響到反應產品的（de）產量和質量，所以，要（yào）進行反應器的設計（jì）和實際操作，必須考慮物料（liào）粒子在反應器內的流動狀況和停留時間分布問題。多釜串（chuàn）聯等溫反應（yīng）係統及濃度控製係統模型適合（hé）於非（fēi）穩態操作，更適合（hé）於穩態操作。穩態時，反應係統（tǒng）中各釜反應（yīng）物濃度不隨時間改變，模型將進一步得到（dào）簡化。反應器結構和操作方法不同會造成不同程度的返混。根據反應（yīng）過程的流動型式，尋求反應時間與轉化率之間的數（shù）學關聯。通過對反應速率（lǜ）常數的測定計算，以獲得可用於反應器的選型、操作和（hé）便於（yú）開發放大的宏觀動力學方程。物料粒子的返混程度不能采用函數形式予以表達，但是一定的返混會造成一（yī）定的 RTD，因此，可（kě）借助測定物料粒子（zǐ）的 RTD 檢（jiǎn）驗反應器的性能，即（jí）其（qí）理想化的程度。
三、多釜串聯實驗裝置的原理設計

技術指標	說明
裝置功（gōng）能	1.通過（guò）實驗了解停留時間分（fèn）布測定的基本原理和實驗（yàn）方法。 2.掌握停留（liú）時間分布的統計特征值的（de）計算方法。 3.學會用理想反應器的串聯模型來描述實驗係統的流動特性。
設計參數
主要配置	有機玻璃反應釜、轉子流量計、水箱、水泵、攪拌電機、在線電導率儀、轉換模塊及（jí）軟件、閥門、管道、不鏽鋼框架、儀表櫃、軟件。
公（gōng）用設施	水：裝置自帶不鏽鋼水箱（xiāng）桶，連接自來水（shuǐ）接入。 電：電壓AC220V，功率1.0KW，標準單相三線（xiàn）製。每個實驗室需（xū）配置1~2個接地點（安全地（dì）及信號地）。 實驗物料：水--- KCl，外配設備：電腦
主要設備	1.釜式反應器1.0L，直徑φ120mm，高度120mm，有（yǒu）機玻璃製成，3個（gè）。　　　 2.釜式反應器3.0L 直徑φ150mm，高度200mm，有機玻璃製成，1個。 3.MP-20RM微型磁（cí）力泵：功率30W，最大流量1m3/h，揚程6m。 4.交流可調速電（diàn）機：攪拌馬達6W，轉數90－600r/min，無級變速調節（jiē）。其操（cāo）作（zuò）板置於控製櫃上，轉速（sù）可在操作板上（shàng）進行調（diào）節。 5.LZB-10液體轉子（zǐ）流量計：流量範圍6～60 L/h ，觀察、控製進水流（liú）量。 6.數顯電導率儀：在線電導率檢測儀，0-2000S·cm 4個，電導電（diàn）極：4支。 7.LWB電（diàn）磁（cí）閥（24v）和三通閥（fá）控製（zhì）切換示蹤劑，數顯計測器控製示蹤劑加入量。 8.各項操作及轉速、電導率、流量的顯示、調節、控製全在控製屏（píng）麵板進行。 9.框（kuàng）架為304不鏽鋼材質（zhì），結構緊湊，外形美觀，流程簡單、操作（zuò）方便。 10.外形尺寸：1800×500×2000mm（長×寬×高），外形為可移（yí）動式設計，帶3寸雙刹車輪。 11.轉換模塊及在線（xiàn）監控軟件一（yī）套。
測控組成	變量	檢測機構	顯示機構	執行機構（gòu）
	電機轉（zhuǎn）數	霍爾開關	轉數顯示儀（yí）	調速器
	流量	轉子（zǐ）流量計	轉子流量計	轉子流量計
	濃度（dù）	在線電導（dǎo）率儀（yí）	數字顯示	無
采（cǎi）集（jí）型
測控組成	變量	檢測機構	顯示機構	執行（háng）機（jī）構
	電機（jī）轉數	霍爾開關	轉數顯示儀，精度：0.5%FS	精密（mì）數顯調（diào）速器
	三釜進水流量	轉子流量計	轉子流量（liàng）計	手動（dòng）調節
	單釜進水流量	轉（zhuǎn）子流量計	轉子流量計	手動調節
	濃度	在線電導率儀	數字（zì）顯示，精度：0.5%FS	濃度
	示蹤劑（jì）流動時間	時間控製器	上位機采集（jí）	無
軟件組成	模擬模塊：高達16位分辨率，內建（jiàn）RS485通（tōng）訊模式（shì）；功能：電導率（lǜ）、時間等模擬（nǐ）量信號采（cǎi）集，配數據采集軟件一（yī）套，在線工（gōng）業組態軟件一套

四、總結
理想反應器的基本型式（shì）有間歇操作攪拌釜、連續操作管式反應器和連續（xù）操作攪拌釜三種，其中，連續管式反應器和連續釜式反應器（qì）是連續化生產反應研究的基（jī）礎連續管式反應（yīng）器的特點是反應物料在反應器中（zhōng）不存在返混，即（jí）反應器的每一個垂直於管軸的截麵（miàn）上物料的性質完全相（xiàng）同（tóng）而連續（xù）釜式反應（yīng）器的特點則是反應物料在反應器中的（de）返混程度達到最大化,即反應器中每一個點的物料的性質完全相同，實現了整個反應器中物料的（de）均一化兩種（zhǒng）反應器一個無返混，一個返混達到最大，都是理想化反（fǎn）應器，而現實的生產反應（yīng）器（qì）既不（bú）可能不存（cún）在（zài）返混，也不可能實現理想的最大化返混。