Câu hỏi Thí nghiệm Quá trình và Thiết bị - Thời gian lưu

Nội dung text: Câu hỏi Thí nghiệm Quá trình và Thiết bị - Thời gian lưu

1. THỜI GIAN LƯU 1.Thời gian lưu là gì? Phân biệt thời gian lưu và thời gian phản ứng? Thời gian lưu Thời gian phản ứng - Là thời gian phần tử đó lưu lại ở trong - Là thời gian phần tử đó thực hiện quá trình bình phản ứng, hay trong thiết bị bất kì cần phản ứng. khảo sát. - Thời gian lưu của một thiết bị là một đại lượng xác suất. - Gồm: Thời gian phản ứng và thời gian lưu chất dịch chuyển. 2.Hàm phân bố thời gian lưu là gì ? Ý nghĩa việc khảo sát hàm phân bố thời gian lưu. Hàm phân bố thời gian lưu E: là độ đo sự phân bố thời gian lưu trong bình của tất cả các phân tố của dòng lưu chất rời khỏi bình. E cũng chính là độ đo sự phân bố thời gian lưu của lưu chất trong bình. Ý nghĩa việc khảo sát hàm phân bố thời gian lưu: - Dựa trên hàm phân bố thời gian lưu xác định được, ta có thể đánh giá tương quan về dòng trong thiết bị, các nhược điểm sinh ra khi thiết kế như vùng tù, dòng chảy tắt và tìm cách khắc phục nhờ đánh giá này. - Nghiên cứu thời gian lưu la phương pháp cần thiết để so sánh thiết bị dựa trên dòng vật liệu, từ đó có thể cải tiến, lập mô hình tối ưu. - Cũng dựa trên hàm phân bố thời gian lưu ta có thể vận hành tối ưu và qua đó thiết lập được các thông số, phương pháp điều khiển cũng như tối ưu hoá quá trình trong thiết bị. - 3. Ứng dụng của thời gian lưu trong các quá trình và thiết bị công nghệ hóa học. Nêu ví dụ.  Ứng dụng: Các kết quả biểu diễn sự phân bố thời gian lưu có thể được sử dụng trực tiếp hoặc liên kết với mô hình dòng chảy để tiên đoán khả năng hoạt động của một thiết bị phản ứng thực, phương pháp sử dụng tùy thuộc phần lớn trên thiết bị phản ứng được xem là tuyến tính hay phi tuyến. Tối ưu hóa các thiết bị trong công nghệ hóa học như thiết bị hấp thu, chưng cất, vật chêm, thiết bị trao đổi nhiệt . 4.Các loại mô hình dùng để nghiên cứu dòng chảy thực. - Mô hình phân tán - Mô hình bình khuấy mắc nối tiếp - Mô hình tầng lưu hóa. 5.Mô tả các hiện tượng có thể xảy ra trong mô hình dãy hộp. Cho màu vào: - Ban đầu: màu chỉ có tại một chỗ, màu đậm - Sau đó: màu hòa đều ra khắp hộp và màu nhạt dần.
2. dE dI C E d d Trong đó: C: nồng độ theo thời gian thu gọn của chất chỉ thị trong dòng ra ứng với tín hiệu kích thích dạng xung tại đầu vào. F: nồng độ theo thời gian thu gọn của chất chỉ thị trong dòng ra ứng với tín hiệu kích thích dạng bậc tại đầu vào. I: độ đo sự phân bố theo thời gian của lưu chất trong bình . E: độ đo sự phân bố theo thời gian của lưu chất trong bình của tất cả các phân tố của dòng lưu chất rời khỏi bình. Các mối quan hệ trên cho thấy các thí nghiệm kích thích đánh dấu – đáp ứng, với tín hiệu bậc và tín hiệu xung cho ta sự phân bố thời gian của lưu chất trong bình và trong dòng ra. 9.Các điều kiện chọn chất chỉ thị. - Không được ảnh hưởng và khác biệt với các phân tử tạo nên tương quan trong hệ. - Các chất chỉ thị phải thích hợp với tính chất của các phần tử trong hệ (có khối lượng riêng, độ nhớt, hệ số khuếùch tán thích hợp). - Các loại chất chỉ thị đối với môi trường lỏng có thể là: dung dịch màu, các chất phóng xạ, các đồng vị phóng xạ ổn định, các hạt rắn có phát sáng 10.Tiến trình thí nghiệm. Theo trình tự sau: 1) Mở van cho nước lên thùng cao vị cho đến khi có nước trong ống chảy tràn. 2) Mở khóa cho nước chảy qua lưu lượng kế vào hệ thống bình khuấy và chỉnh lưu lượng dòng chảy. 3) Hệ một bình: khi hệ thống ổn định, cho phẩm màu vào bình 1. Bấm thì kế (đồng thời với thời gian cho màu vào thiết bị), lấy gốc thời gian. Dùng ống nghiệm lấy mẫu theo thời gian, sau đó đem mẫu đi so màu. 4) Hệ hai, ba, bốn bình: làm giống như hệ một bình, cho phẩm màu vào bình 1 và lấy mẫu ở bình cuối cùng (từ ống thông nhau cuối cùng). 11.Cách tính thời gian lưu trung bình và hàm phân bố thời gian lưu.  Thời gian lưu trung bình: 1 n t V  t Vi n i 1 Trong đó tVi là thời gian lưu của một phần tử bất kỳ i. cA (t )t .dt i V V V 0 Hay: t V cA (t ).dt i V V 0 Với các hàm điểm, ta có: