1、學習好資料歡迎下載濱州學院教案第次課 學時早下填料塔軸向返混實驗1.掌握脈沖法測定填料塔中液相停留時間分布的方法；教學目的 和要求2 .掌握用矩量法借計液相返混參數的Pe (彼克列數)的方法；3 .測定不同液體流速對 Pe的影響，求出Ped與ReL的關系式；重點 難點液相返混參數的Pe (彼克列數)的方法。Ped與ReL的關系式。基本原理描述返混的數學模型很多，較簡單實用的是一維擴散模型。一維擴散模型的數學表達式:1/Pe x X2c -/c/z = /c/0(1)Pe = UH/Dax式中Pe為彼克列數，描述返混程度的模型參數。對式(1)求解：教學進程(含章節教學內,、學時,配、教卜方法、輔

2、助手段)定解條件：實驗采用脈沖法加入示蹤計，在流體出口處測定示蹤計濃度，閉式容器，列出如下定解條件：取 c = f(z, 0 )初始條件：c(z,0) = 0邊界條件：c(0, 0 ) = c i( 0 ) c( , 0 )=有限量用Laplace變換解得：c( 0 ) =Pe/2ji。3exp -Pe/40 ( 1- 0 )2(2)估計模型參數Pe：估計的方法有多種，如矩量法、傳遞函數法、擬合法等。本實驗采取矩量法, 需用到如下兩個數學定義：(1) 濃度c的一階原定矩：M1 = / 0“ c(t)tdt/ / 0“ c(t)dt(3)(2) 濃度c的二階中心矩：M2 = /80c(t-r )

3、dt/ /08c(t)dt= /80c(t)t2dt/08c(t)dt- t = 0 2t(4)式中，T 數學期望；0 2t 方差或稱散度結合式（3）、（4）,可導出如下方程：9 2 0 = 0 2t / t= 2/Pe - 21/ Pe2 （1 - 。Pe）（5）實驗測得c（t）與t的關系數據，然后由式（3）求得t ，由式（4）求得02t ,通過式（5）求得 Pe的值。預習要求1 .了解認識返混實驗裝置基本結構與流程；2 .簡述填料塔軸向返混測定原理；3 .基本掌握實驗步驟；4 .了解實驗注意事項并熟練掌握數據處理方法。實驗裝置與流程本實驗裝置為填料塔，其特征數據如下：填料塔：塔體為（）10

4、0*5mm有機玻璃管制成，塔高 2.5m；塔內件主要有液體分布器、液體收集器、氣體分布板、填料支承架等。實驗流程見圖1。填料：塔內裝填 CY型高效規整不銹鋼絲網填料，其特性參數見表1,結構見圖2。電導率儀：DDS-1A型。宇光表708 T型；示蹤劑：KCl（CP）飽和溶液。表1. CY型高效規整金屬絲網填料特性參數理論板數-1 m比表面積m2 /m3空隙率m3 /m3堆積密度kg/ m3液體負荷m3/m2 , h氣體負荷m/skg/ m30壓降mmHg/m810700952400.2202024流程如下圖1:實驗步驟物系為水和空氣，實驗步驟：1.掌握儀器的使用方法在教師的指導下，熟悉并掌握電導

5、率儀、放大器的使用方法；2.接通電導率儀的電源，預熱 20分鐘。3 .將預先配置好的飽和 KCl溶液加入示蹤劑瓶料罐上部，仔細觀察液面是否變化？液面不變為 正常。4 .啟動風機：打開氣調節閥，打開放空閥，啟動風機；緩慢關小調節閥，使轉子流量計的轉子 穩定在3m3/h的刻度處。5 .啟動水泵：關閉水調節閥，將短路閥開至最大，啟動水泵。然后慢慢開啟水調節閥，同時關 小短路閥，啟動水泵，使水入塔。在大流量下運轉半小時，潤濕填料。6 .啟動數據采集系統，將應用程序從光盤裝入內存，使其處于工作狀態。7 .取實驗數據：待系統穩定之后（即空氣流量、水流量穩定在預定值，微機處于采集數據狀態）：啟動電磁閥注入木

6、蹤劑。8 .維持空氣流量 3m3/h不變，水的流量分別為 200、300、400、500、600l/h ,去實驗數據。每 一水流量條件下，重復兩次取數據，使PE值的相對誤差w 5%即為合格，否則維持條件不變繼續實驗，直至合格為止；然后改變水流量進行系一個條件實驗，依次進行，完畢為止。9 .結束實驗：取完實驗數據，首先將示蹤劑罐上部內剩余KCl溶液傾出入回收瓶，加入自來水約500ml,啟動電磁閥分幾次入塔，目的為沖洗示蹤劑管路。幾分鐘后，關空壓機、水泵、電導儀、微機系統等儀器設備的電源，并將所有儀器復原。注意事項：(1)塔下部液封面高度必須維持在進氣管的下面并接近氣管。(2)每改變水流量一次，穩

7、定 10分鐘左右才能測取數據；每加一次示蹤劑，須間隔 10分鐘方 可再注入示蹤劑。實驗數據記錄與處理1 .記錄實驗數據。表格如下，供參考用。2 .數據處理：以 Pq為縱坐標，ReL為橫坐標在計算紙上標繪 PqReL曲線；求以ReL為自變 量的關系式。實 驗 序 號液相氣相計算結果溫度TL(C)流量QL(L/H)空塔速度UL(m/s)ReL進氣溫度TG(C)進氣壓力PG(mmHg)流量QG (m3h)TDDDPEPed注：Ped是以填料當量直徑表示的彼克列數。Ped = PE x d/h ( H = 1.5m , d = 20mm)ReL是以水表示的雷諾數。ReL =D UL p /c示蹤劑KCL濃度，無因次Dax有效軸向擴散系數，m/sd填料當量直徑，mmH 填料層高度，mPed以填料當量直徑表示的Pe,無因次ReL 以水相空塔速度表示的Re,無因次U 液相縫隙進度，m/sUL 水向空塔速度，m/sZ無因次距離廠水號度，kg/m水木度