天津大学《化学反应工程》课件-第五章-2.pptVIP

5.3停留时间分布的统计特征值(1)数学期望均值，平均停留时间,一阶原点矩5.3停留时间分布的统计特征值(2)方差二阶中心矩，对均值的离散程度5.3停留时间分布的统计特征值(3)无因次平均停留时间和方差离散型5.4.1活塞流模型t=0tC(t)05.4理想反应器的停留时间分布活塞流示踪响应曲线（脉冲法）点函数性质5.4.1活塞流模型C(∞)0正阶跃法5.4.1活塞流模型活塞流示踪响应曲线（正阶跃法）1.00活塞流模型停留时间分布函数5.4.1活塞流模型5.4.1活塞流模型θ=0θE(θ)0活塞流模型流体停留时间分布的统计特征值无因次均值无因次方差5.4.1活塞流模型活塞流模型停留时间分布的统计特征值无因次方差所有流体粒子在系统中具有相同的停留时间，流动系统内无返混5.4.2全混流模型反应器内径向混合最大，轴向混合最大，反应器内温度均匀，浓度均一。返混达到最大5.4.2全混流模型升阶法测定RTD规律c(t)~t 特点动态法 无化学反应 示踪剂衡算5.4.2全混流模型示踪剂物料衡算升阶输入，初始条件：5.4.2全混流模型0.632F(t)05.4.2全混流模型15.4.2全混流模型5.4.2全混流模型全混流模型流体停留时间分布的统计特征值5.4.2全混流模型全混流模型停留时间分布的统计特征值所有流体粒子停留时间分布的分散程度达到最大，流动系统内返混最大E(t)t0按照混合对象的年龄可把混合分为两种a同龄混合相同年龄物料之间的混合，简单混合b返混(逆向混合）不同年龄物料之间的混合5.4.3混合按混合发生的尺度大小，混合现象分为a宏观混合b微观混合5.4.3混合设备尺度上的混合现象分子尺度上的混合现象宏观混合5.4.3混合设备尺度上的混合现象，两种极限：平推流设备尺度上的混合为0,流体粒子不存在停留时间分布，无因次方差为0。全混流设备尺度上的混合最大，流体粒子的停留时间分布的分散程度最大，无因次方差为1。物料微团（分子）尺度上的混合。指微团间进行物质交换所能达到的程度，以及在反应器微元尺度上所能达到的物料组成的均匀程度。聚集状态有两种极限：完全微观混合 完全离析5.4.4微观混合1）完全/最大微观混合对应的流体为微观流体，均相系统均如此不同物料微团间能进行充分的物质交换，从而在反应器微元尺度上达到分子尺度的均匀，微观混合达到最大。5.4.4微观混合粒子之间不发生任何物质交换，或粒子之间不产生混合，每个粒子就象一个有界的个体，这种状态为完全离析。3）部分离析，部分微观混合对应的流体为宏观流体/离析流,只存在宏观混合。2）完全离析/完全不混合5.4.4微观混合VrQQcc微观流体宏观流体以分子状均匀分散分子以集团状态存在实际流动体系偏离理想流动非理想流动多种因素均可导致偏离理想流动5.5非理想流动现象流体流动极慢甚至于几乎不流动，存在滞流区,也称之为死区5.5非理想流动现象q1部分流体迅速从低阻力通道通过存在沟流5.5非理想流动现象存在短路5.5非理想流动现象层流反应器5.5非理想流动现象其特征是停留时间小于平均停留时间一半的流体粒子为0。