Лаба 4 - Определение гидродинамического режима реактора на основе функции распределения времени пребывания
Описание файла
Документ из архива "Лаба 4 - Определение гидродинамического режима реактора на основе функции распределения времени пребывания", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "химия" из 3 семестр, которые можно найти в файловом архиве РТУ МИРЭА. Не смотря на прямую связь этого архива с РТУ МИРЭА, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лабораторные работы", в предмете "химия" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Лаба 4 - Определение гидродинамического режима реактора на основе функции распределения времени пребывания"
Текст из документа "Лаба 4 - Определение гидродинамического режима реактора на основе функции распределения времени пребывания"
Федеральное агентство по образованию
Московский государственный университет
тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова
Кафедра Общей химической технологии
Лабораторная работа №4
“ Определение гидродинамического режима реактора на основе функции распределения времени пребывания.”
Вариант № 9
Студент группы ХТ-308
Рассказчиков А.С.
Преподаватель
Шишилов О.Н.
Москва 2013 г.
Цель и задача работы.
Определить число ячеек в ячеечной модели реактора по дифференциальной функции распределения времени пребывания.
Функция распределения получается в результате вычислительного эксперимента. Условия проведения эксперимента: имеется реальный аппарат объемом V, через аппарат протекает поток жидкости с объемным расходом v. Для получения дифференциальной функции распределения времени пребывания на вход аппарата импульсом подается индикатор в количестве g0. На выходе из аппарата измеряется концентрация индикатора в зависимости от времени. Объем реактора, расход потока и количество индикатора выбираются из индивидуального задания к данной работе в соответствии с вариантом.
Теоретическая часть.
Для численного получения функции распределения необходимо воспользоваться программой lr4. Программа работает в чисто диалоговом режиме, запрашивает условия эксперимента: объем аппарата, расход жидкости и количество введенного индикатора:
V=1м3,
v=0,1м3/c,
g0=3,2г.
Компьютер выдает график функции распределения (в приведенных координатах) и численную зависимость концентрации индикатора Сu от времени t (реальные значения). Эти результаты выводятся на экран.
По результатам опыта рассчитывается среднее время пребывания и дисперсию распределения времени пребывания и строится график дифференциальной функции распределения в нормированных координатах. Расчетные формулы:
Расчет интегралов проводится по одной из формул численного интегрирования (вручную) или пользуясь программами типа EXCEL, ORIGIN, и им подобными.
При расчете целесообразно пользоваться формулой парабол (формула Симпсона), основанной на том, что кривая аппроксимируется рядом парабол, проведенных через каждые три последовательные точки. Другими словами, на основании 2∆X строится ряд параболических трапеций, суммирование их площадей позволяет получить приближенно площадь под кривой и значение интеграла:
В данном расчете X - это время t, Y(X) имеет смысл , или в зависимости от того, какой интеграл считается. Yi - численные значения этих функций для конкретных временных точек.
Для определения числа ячеек ячеечной модели можно воспользоваться простым соотношением n=1/2.
Экспериментальная и расчетная часть.
t | Cи | C0 | C(Т) | t*c | (t^2)*C | T=t/t0 |
0 | 0 | 3,2 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0,283603 |
| 0,088626 | 0,283603 | 0,283603 | 0,1 |
2 | 0,891747 |
| 0,278671 | 1,783494 | 3,566988 | 0,200001 |
3 | 1,532506 |
| 0,478908 | 4,597518 | 13,79255 | 0,300001 |
4 | 2,056564 |
| 0,642676 | 8,226256 | 32,90502 | 0,400001 |
5 | 2,410027 |
| 0,753133 | 12,05014 | 60,25068 | 0,500002 |
6 | 2,592217 |
| 0,810068 | 15,5533 | 93,31981 | 0,600002 |
7 | 2,628018 |
| 0,821256 | 18,39613 | 128,7729 | 0,700002 |
8 | 2,551409 |
| 0,797315 | 20,41127 | 163,2902 | 0,800003 |
9 | 2,396454 |
| 0,748892 | 21,56809 | 194,1128 | 0,900003 |
10 | 2,192949 |
| 0,685297 | 21,92949 | 219,2949 | 1,000004 |
11 | 1,964816 |
| 0,614005 | 21,61298 | 237,7427 | 1,100004 |
12 | 1,730002 |
| 0,540626 | 20,76002 | 249,1203 | 1,200004 |
13 | 1,501121 |
| 0,4691 | 19,51457 | 253,6894 | 1,300005 |
14 | 1,286389 |
| 0,401997 | 18,00945 | 252,1322 | 1,400005 |
15 | 1,090596 |
| 0,340811 | 16,35894 | 245,3841 | 1,500005 |
16 | 0,915994 |
| 0,286248 | 14,6559 | 234,4945 | 1,600006 |
17 | 0,763049 |
| 0,238453 | 12,97183 | 220,5212 | 1,700006 |
18 | 0,631031 |
| 0,197197 | 11,35856 | 204,454 | 1,800006 |
19 | 0,518477 |
| 0,162024 | 9,851063 | 187,1702 | 1,900007 |
20 | 0,423525 |
| 0,132352 | 8,4705 | 169,41 | 2,000007 |
21 | 0,344148 |
| 0,107546 | 7,227108 | 151,7693 | 2,100007 |
22 | 0,278318 |
| 0,086974 | 6,122996 | 134,7059 | 2,200008 |
23 | 0,224104 |
| 0,070033 | 5,154392 | 118,551 | 2,300008 |
24 | 0,179736 |
| 0,056168 | 4,313664 | 103,5279 | 2,400009 |
25 | 0,143626 |
| 0,044883 | 3,59065 | 89,76625 | 2,500009 |
26 | 0,114386 |
| 0,035746 | 2,974036 | 77,32494 | 2,600009 |
27 | 0,090816 |
| 0,02838 | 2,452032 | 66,20486 | 2,70001 |
28 | 0,071895 |
| 0,022467 | 2,01306 | 56,36568 | 2,80001 |
29 | 0,056764 |
| 0,017739 | 1,646156 | 47,73852 | 2,90001 |
30 | 0,044705 |
| 0,01397 | 1,34115 | 40,2345 | 3,000011 |
31 | 0,035126 |
| 0,010977 | 1,088906 | 33,75609 | 3,100011 |
32 | 0,027539 |
| 0,008606 | 0,881248 | 28,19994 | 3,200011 |
33 | 0,021547 |
| 0,006733 | 0,711051 | 23,46468 | 3,300012 |
34 | 0,016826 |
| 0,005258 | 0,572084 | 19,45086 | 3,400012 |
35 | 0,013116 |
| 0,004099 | 0,45906 | 16,0671 | 3,500012 |
36 | 0,010206 |
| 0,003189 | 0,367416 | 13,22698 | 3,600013 |
37 | 0,007929 |
| 0,002478 | 0,293373 | 10,8548 | 3,700013 |
38 | 0,00615 |
| 0,001922 | 0,2337 | 8,8806 | 3,800014 |
39 | 0,004764 |
| 0,001489 | 0,185796 | 7,246044 | 3,900014 |
40 | 0,003685 |
| 0,001152 | 0,1474 | 5,896 | 4,000014 |
41 | 0,002846 |
| 0,000889 | 0,116686 | 4,784126 | 4,100015 |
42 | 0,002196 |
| 0,000686 | 0,092232 | 3,873744 | 4,200015 |
43 | 0,001692 |
| 0,000529 | 0,072756 | 3,128508 | 4,300015 |
44 | 0,001303 |
| 0,000407 | 0,057332 | 2,522608 | 4,400016 |
45 | 0,001002 |
| 0,000313 | 0,04509 | 2,02905 | 4,500016 |
46 | 0,000769 |
| 0,00024 | 0,035374 | 1,627204 | 4,600016 |
47 | 0,00059 |
| 0,000184 | 0,02773 | 1,30331 | 4,700017 |
48 | 0,000453 |
| 0,000142 | 0,021744 | 1,043712 | 4,800017 |
49 | 0,000347 |
| 0,000108 | 0,017003 | 0,833147 | 4,900017 |
50 | 0,000265 |
| 8,28E-05 | 0,01325 | 0,6625 | 5,000018 |
51 | 0,000203 |
| 6,34E-05 | 0,010353 | 0,528003 | 5,100018 |
52 | 0,000155 |
| 4,84E-05 | 0,00806 | 0,41912 | 5,200019 |
53 | 0,000118 |
| 3,69E-05 | 0,006254 | 0,331462 | 5,300019 |
54 | 0,00009 |
| 2,81E-05 | 0,00486 | 0,26244 | 5,400019 |
55 | 0,000069 |
| 2,16E-05 | 0,003795 | 0,208725 | 5,50002 |
56 | 0,000052 |
| 1,63E-05 | 0,002912 | 0,163072 | 5,60002 |
57 | 0,00004 |
| 1,25E-05 | 0,00228 | 0,12996 | 5,70002 |
58 | 0,00003 |
| 9,38E-06 | 0,00174 | 0,10092 | 5,800021 |
59 | 0,000023 |
| 7,19E-06 | 0,001357 | 0,080063 | 5,900021 |
60 | 0,000018 |
| 5,63E-06 | 0,00108 | 0,0648 | 6,000021 |
32,06814 | 320,6803 | 4241,037 | ||||
t0 | 9,999964 | |||||
сигма^2 | 0,322517 | |||||
n | 3,10061 |
c(T)
Вывод.
В реакторе ячеечной модели, с исходными данными, приведенными выше, достаточно использовать 3 ячейки.