Bài giảng thí nghiệm quá trình thiết bị

Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Thời gian lưu
1. TRÍCH YẾU :
1.1. Mục đích thí nghiệm:
- Khảo sát thời gian lưu của hệ thống bình khuấy trộn mắc nối tiếp mô hình dãy hộp.
- Xác đònh hàm phân bố thời gian lưu thực và so sánh với hàm phân bố thời gian lưu
lý thuyết.
1.2. Kết quả thí nghiệm:
Độ hấp thu cực đại (cho 1 bình): D
o
= 0,015
Đường kính bình khuấy: d = 14 (cm)
Chiều cao mực nước trong bình khuấy: H = 12 (cm)
Lưu lượng nước chảy vào bình khuấy: v = 0,6 (lít/ phút)
Bảng 1: Kết quả thô
t
D
Hệ 1 bình Hệ 2 bình Hệ 3 bình
0 0,009 0,002 0,002
1 0,013 0,004 0,005
2 0,009 0,006 0,008
3 0,004 0,007 0,006
4 0,003 0,012 0,007
5 0,002 0,010 0,008
6 0,001 0,007 0,009
7 0 0,005 0,007
8 0,003 0,005
9 0,001 0,004
10 0 0,002
11 0,001
12 0
2. LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM :

2.1. Khái niệm cơ bản:
Trong hệ thống thiết bò, những phần tử lưu chất khác nhau sẽ đi theo những con đường
khác nhau. Dựa trên hàm phân bố thời gian lưu xác đònh được, ta có thể đánh giá tương
quan về dòng trong thiết bò, 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 là phương pháp cần thiết để so sánh thiết bò dựa trên dòng
vật liệu từ đó có thể cải tiến, lập mô hình tối ưu.
Cũng dựa trên hàm phân bổ 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 hóa quá trình trong thiết bò.
Thời gian lưu của một phần tử trong hệ là thời gian phần tử đó lưu lại ở trong bình
phản ứng, hay trong thiết bò bất kỳ cần khảo sát. Thời gian lưu của của một thiết bò là một
đại lượng xác suất. Như vậy tất cả thời gian lưu đều dao động xung quanh thời gian lưu
trung bình, do đó xác đònh thời gian lưu trung bình đặc biệt có ý nghóa.
Trang 1
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Thời gian lưu
∑
=
=
n
1i
Vi
V
t
n
1
t
(1)
Trong đó t
Vi
là thời gian lưu của một phần tử bất kỳ i.

Với đònh nghóa hàm phân bố thời gian lưu F (t
V
) = E (t
V
), ta có :
)t(Edt.t)t(ft
VVV
0
VV
==
∫
∞
(2)
Hay:
∫
∫
∞
∞
=
0
VV
A
I
0
VVV
A
I
V
dt).t(c
dt.t)t(c

t
(3)
Với các hàm điểm ta có:
∑
∑
=
=
=
K
1i
i
K
1i
ii
c
tc
t
(4)
Với K là các khoảng chia bằng nhau.
Thời gian lưu trung bình thể tích:
t
V
V
M
R
==τ
(5)
Với V
R
: thể tích của lưu chất trong bình, lít

V
M
: lưu lượng của dòng vào thiết bò, lít/giây
Nếu chất chỉ thò không đạt tương quan lý tưởng thì phương trình trên không thỏa mãn
(nếu
t>τ
có thể chất chỉ thò bò hấp phụ vào thành bình hoặc các chi tiết phụ).
2.2. Các phương pháp nghiên cứu thời gian lưu:
Nghiên cứu thời gian lưu có thể tiến hành theo các phương pháp:
1) Xác đònh thành phần của các cấu tử ở thời điểm t (hoặc τ) ra khỏi thiết bò, xác đònh
hàm F(t) hoặc F(τ).
2) Xác đònh thành phần của các cấu tử ở thời điểm t (hoặc τ) vẫn còn lưu lại trong
thiết bò, hàm I(t) hoặc I(τ).
3) Xác đònh thành phần của các cấu tử ở thời điểm t (hoặc τ) đang trong quá trình
thóat ra khỏi thiết bò, hàm f(t) hoặc f(τ).
Để khảo sát khả năng hoạt động của một thiết phản ứng thực tế ta thường dùng phương
pháp kích thích – đáp ứng (phương pháp đánh dấu). Các dạng kích thích đầu vào và đáp
ứng đầu ra được trình bày trên hình 1.
Tín hiệu vào Tín hiệu ra
(Kích thích) Bình (Đáp ứng)
Trang 2
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Thời gian lưu
Tín hiệu vào bất kỳ

Ra
Thời gian
Tín hiệu vào tuần hoàn
Ra
Thời gian
Tín hiệu bậc

Ra

Thời gian
Tín hiệu xung
Ra
Thời gian
Hình 1: Các dạng tín hiệu kích thích đáp ứng thường dùng
Trang 3
Nồng độ chất chỉ thò
Nồng độ chất chỉ thòNồng độ chất chỉ thò
Nồng độ chất chỉ thò
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Thời gian lưu
Như vậy các phần tử đánh dấu phải có đặc điểm là không được ảnh hưởng và khác
biệt với các phần tử tạo nên tương quan trong hệ.
Các loại chất chỉ thò đối với môi trường lỏng có thể là dung dòch màu, các chất phóng
xạ, các đồng vò phóng xạ ổn đònh, các hạt rắn phát sáng Các chất chỉ thò thích hợp với
tính chất của các phần tử trong hệ phải có khối lượng riêng, độ nhớt, hệ số khuếch tán
thích hợp.
Khi có các chỉ thò thích hợp, ta có thể để nó vào hệ theo hai kiểu tín hiệu là: tín hiệu
ngẫu nhiên (Stochas) và tín hiệu xác đònh (Determinis). Loại tín hiệu xác đònh có thể chia
làm hai loại là tín hiệu tuần hoàn và tín hiệu không tuần hoàn.
Để khảo sát các thiết bò, người ta sử dụng tín hiệu xác đònh không tuần hoàn. Loại tín
hiệu này có thể tạo ra nhờ:
1) Đánh dấu bằng va chạm.
2) Đánh dấu bằng cho nhập vào liên tục một lượng xác đònh.
3) Đánh dấu bằng cho nhập chiếm chỗ toàn bộ trong hệ.
Vì tiện lợi trong sử dụng và sự đồng dạng của tín hiệu kích thích có dạng bậc hoặc
dạng xung. Trong thí ngiệm, ta sử dụng loại đánh dấu bằng va chạm. Loại đánh dấu này
chính là sự thực hiện ở điều kiện kỹ thuật hàm Dirac (hàm động lượng Dirac), hay còn gọi
là hàm Delta.




=∞
≠
=δ
0t,
0t,0
)t(
∫
∞
∞−
=δ 1dt).t(
Loại đánh dấu này thích hợp với chất màu.
2.3. Hàm phân bố thời gian lưu của mô hình dãy hộp:
Đa số các thiết bò thực lại thường có hàm phân bố là của mô hình dãy hộp.
Trong một bình phản ứng được coi là lý tưởng với kiểu đánh dấu va chạm phải thỏa
mãn: thể tích V
R
trong bình là hằng số theo thời gian, trong bình có sự khuấy trộn hoàn
toàn một thành phần trong hệ một cách đồng nhất ở mọi vò trí thuộc thể tích V
R
. Như vậy,
trong bình có sự đột biến của dòng vào.
Thời gian lưu trung bình thể tích:
M
R
V
V
=τ

(6)






τ
−−=
t
exp1
C
C
vào
I
ra
I
Khi nối các bình lý tưởng lại với nhau, ta được mô hình dãy hộp:
Hàm phân bố có dạng tổng quát:
)!1n(
t
exp.
t
/1)t(f
1n
−







τ
−






τ
−
=τ=
−
(7)
Khi n = 1, ta có mô hình khuấy trộn lý tưởng. Conø khi n = ∞, ta lại có mô hình đẩy lý
tưởng.
Trang 4
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Thời gian lưu
Giả sử ban đầu không có chất chỉ thò trong dòng lưu chất vào bình, sau đó tác động tín
hiệu xung vào bằng các cho một lượng chất chỉ thò nhất đònh vào dòng lưu chất trong
khoảng thời gian rất ngắn.
Đường cong biểu diễn nồng độ theo thời gian thu gọn của chất chỉ thò trong dòng ra
ứng với tín hiệu kích thích dạng xung tại đầu vào gọi là đường cong C. Nồng độ ban đầu
của chất chỉ thò là C
o
. Với diện tích bên dưới đường cong bằng 1, ta có:
Thời gian thu gọn vô thứ nguyên:
V
tt

t
t ν
=
τ
==θ
(8)
Với t là thời gian phần tử lưu chất bất kỳ đi qua thiết bò.
t
và τ được xác đònh theo (4) và (5).
1d
C
C
d.C
0 0
0
=θ=θ
∫ ∫
∞ ∞
hay
∫∫
∞∞
=θ=
00
0
Cdt
t
1
d.CC
(9)
2,0

1,5
1,0
0,5
0 0,5 1 1,5
Hình 2: Đường cong C biểu diễn đáp ứng tại dòng ra
cho tín hiệu xung tại đầu vào
3. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM:
Trang 5
Bình ống
0
uL
D
=
Phân tán nhỏ

uL
D
= 0,002
Phân tán trung bình

uL
D
= 0,025
Phân tán lớn

uL
D
= 0,02
Bình khuấy

uL
D
= ∞
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Thời gian lưu
3.1. Dụng cụ:
Ống ngiệm, thì kế, pipet, phẩm màu và máy đo độ truyền suốt (hấp thụ) ánh sáng.
3.2. Sơ đồ thiết bò thí nghiệm: (Xem hình 3)
4. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM:
Tiến hành theo trình tự sau:
1) Mở van cho nước lên thùng cao vò 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 đònh, cho phẩm màu vào bình 1. Bấm thì kế (đồng
thời với thời gian cho màu vào thiết bò), lấy gốc thời gian. Dùng ống nghiệm lấy
mẫu theo thời gian, sau đó đem mẫu đi so màu.
4) Hệ hai, ba 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).
5. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM :
Bảng 2: Hệ 1 bình
t
(phút)
D
Thực tế Lý thuyết
θ
E
θ
θ
E
θ
0 0,009 0,000 0,600 0,000 1,000

1 0,013 0,578 0,867 0,325 0,723
2 0,009 1,155 0,600 0,650 0,522
3 0,004 1,732 0,267 0,974 0,377
4 0,003 2,310 0,200 1,299 0,273
5 0,002 2,887 0,133 1,624 0,197
6 0,001 3,465 0,067 1,949 0,142
7 0,000 4,042 0,000 2,274 0,103
Các giá trò
D
o
= 0,015
t
= 1,732 (phút)
v = 0,6.10
-3
(m
3
/ph)
V = 0,002 (m
3
)
τ = 3,079 (phút)
Bảng 3: Hệ 2 bình
Trang 6
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Thời gian lưu
t
D
Thực tế Lý thuyết
θ
E

θ
θ
E
θ
0 0,002 0,000 0,267 0,000 0,000
1 0,004 0,233 0,533 0,162 0,469
2 0,006 0,465 0,800 0,325 0,679
3 0,007 0,698 0,933 0,487 0,736
4 0,012 0,931 1,600 0,650 0,709
5 0,010 1,163 1,333 0,812 0,640
6 0,007 1,396 0,933 0,974 0,555
7 0,005 1,629 0,667 1,137 0,468
8 0,003 1,861 0,400 1,299 0,387
9 0,001 2,094 0,133 1,462 0,314
10 0,000 2,327 0,000 1,624 0,252
Các giá trò
D
o
= 0,0075
t
= 4,298 (phút)
v = 0,6.10
-3
(m
3
/ph)
V = 0,004 (m
3
)
τ = 6,158 (phút)

Bảng 4: Hệ 3 bình
t
(phút)
D
Thực tế Lý thuyết
θ
E
θ
θ
E
θ
0 0,002 0,000 0,400 0,000 0,000
1 0,005 0,202 1,000 0,108 0,114
2 0,008 0,404 1,600 0,217 0,331
3 0,006 0,606 1,200 0,325 0,538
4 0,007 0,808 1,400 0,433 0,691
5 0,008 1,010 1,600 0,541 0,780
6 0,009 1,211 1,800 0,650 0,811
7 0,007 1,413 1,400 0,758 0,798
8 0,005 1,615 1,000 0,866 0,753
9 0,004 1,817 0,800 0,974 0,689
10 0,002 2,019 0,400 1,083 0,615
11 0,001 2,221 0,200 1,191 0,538
12 0,000 2,423 0,000 1,299 0,462
Các giá trò
D
o
= 0,005
t
= 4,953 (phút)

v = 0,6.10
-3
(m
3
/ph)
V = 0,006 (m
3
)
τ = 9,236 (phút)
Trang 7
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Thời gian lưu
Trang 8
Đồ thò 1 : HỆ 1 BÌNH
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
θ
E
Lý thuyết
Thực tế
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Thời gian lưu

Trang 9
Đồ thò 2 : HỆ 2 BÌNH
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6
θ
E
Lý thuyết
Thực tế
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Thời gian lưu
Trang 10
Đồ thò 3 : HỆ 3 BÌNH
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8

2.0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4
θ
E
Lý thuyết
Thực tế
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Thời gian lưu
6. BÀN LUẬN :
Câu 1 : So sánh giữa hàm phân bố thời gian lưu lý thuyết và thực nghiệm.
♦ Hệ 1 bình: (Xem đồ thò 1) Hàm phân bố thời gian lưu thực nghiệm có dạng không
giống so với lý thuyết. Nhìn chung các giá trò E thực nghiệm lớn hơn so với E lý thuyết.
Bên cạnh đó, các giá trò thời gian thu gọn θ thực nghiệm đều lớn hơn so với lý thuyết.
Điều đó có nghóa là thời gian lưu trung bình thực nghiệm nhỏ hơn thời gian lưu trung bình
lý thuyết ⇒ tín hiệu ra sớm hơn so với dự đònh. Do đó có dòng chảy tắt hoặc vùng tù trong
thiết bò phản ứng. Nhưng vì trong bình khuấy không có nhiều ống dẫn để lưu chất đi nên
không thể xảy ra hiện tượng chảy tắt, chỉ có thể là xuất hiện vùng tù.
♦ Hệ 2 bình: (Xem đồ thò 2) Hàm phân bố thời gian lưu thực nghiệm có dạng gần giống
so với lý thuyết, nghóa là E cũng tăng đến một giá trò cực đại rồi giảm, nhưng độ tăng
không đều như lý thuyết mà có chỗ lồi lõm. Và nhìn chung thì các giá trò E thực nghiệm
lớn hơn so với lý thuyết. Ngoài ra, các giá trò thời gian thu gọn θ thực nghiệm đều lớn hơn
so với lý thuyết ⇒ có vùng tù trong thiết bò phản ứng.
♦ Hệ 3 bình: (Xem đồ thò 3) Hàm phân bố thời gian lưu thực nghiệm có dạng không
giống so với lý thuyết mà có dạng tuần hoàn (đường cong đạt cực trò tại 2 điểm). Và các
giá trò E thực nghiệm đều lớn hơn so với các giá trò lý thuyết.
Câu 2 : Các hiện tượng của quá trình và thiết bò phát sinh sự mất ổn đònh.
♦ Do tạo nên vùng tù trong thiết bò. Nguyên nhân của vùng tù là do tốc độ của cánh
khuấy quá chậm nên có những vùng không khuấy tới.
♦ Do sự tuần hoàn của lưu chất. Nguyên nhân của sự tuần hoàn là do lưu chất phân bố
không đều trong dung dòch. Điều đó có thể là do đặc điểm của bản thân lưu chất hoặc
cũng là do tốc độ khuấy quá chậm.

Để khắc phục các hiện tượng trên, ta có thể tăng cường tốc độ khuấy để khuấy đều và
khuấy được toàn bộ dung dòch.
Ngoài ta còn có các hiện tượng phát sinh sự mất ổn đònh khác như:
♦ Sự thay đổi vận tốc và phương chuyển động của lưu chất do hình dáng bề mặt thiết
bò (bình phản ứng, cánh khuấy, đường ống ) tạo thành các vùng không mong muốn như
vùng xoáy, vùng chết, vùng chảy qua , các vùng này có thể tồn tại trong một khoảng thời
gian ngắn hay kéo dài làm ảnh hưởng đến kết quả đo.
♦ Vận tốc quay của cánh khuấy không ổn đònh theo thời gian (do motor, trục khuấy ).
♦ Sự hấp thụ chất chỉ thò của thiết bò (đặc biệt là đường ống) làm nồng độ của chất chỉ
thò giảm theo thời gian.
♦ Nhiệt độ môi trường trong quá trình thí nghiệm biến đổi làm thay đổi tương quan
giữa các phần tử lưu chất có trong hệ (thay đổi độ nhớt, tỷ trọng, vận tốc ), thay đổi các
tính chất của lưu chất chuyển động trong đường ống và thiết bò.
Câu 3 : Đánh giá sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên.
a) Sai số do thiết bò :
♦ Máy đo mật độ quang: đây là nguyên nhân lớn nhất dẫn đến sai số của kết quả đo.
- Do cuvet chứa mẫu đo và mẫu kiểm chứng không sạch. Các chất bẩn bám trên nó
cũng hấp thụ ánh sáng nên ảnh hưởng đến kết quả đo.
Trang 11
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Thời gian lưu
- Do máy đo quá nhạy nên chỉ cần một chút vết bẩn trên cuvet đã ảnh hưởng rất lớn
đến kết quả. Tùy vào cách đặt cuvet trong máy đo mật độ quang mà ta sẽ thu được
những kết quả khác nhau, vì có các vết bẩn khác nhau tại các vò trí khác nhau trên
bề mặt cuvet.
- Do điện áp cung cấp cho máy không được ổn đònh lắm.
♦ Cánh khuấy:
- Quay không đều ở các bình, vận tốc không đều do điện áp.
- Quay chậm làm cho độ không đồng đều tăng lên.
♦ Đường ống:
Do trở lực của ống và van không giống nhau, nên việc điều chỉnh lưu lượng vào và ra

bằng nhau ở mỗi bình rất khó khăn. Sự khó khăn này càng tăng lên đối với hệ nhiều bình.
Thực tế thí nghiệm cho thấy không thể giữ nguyên thể tích lưu chất trong mỗi bình so với
ban đầu trong suốt thời gian thí nghiệm (mặc dù hệ đã hoạt động khá ổn đònh trước khi
cho chất chỉ thò). Trong suốt quá trình thí nghiệm ta phải luôn điều chỉnh các van sao cho
thể tích lưu chất trong mỗi bình là không đổi, nên sẽ ảnh hưởng đến tính ổn đònh của hệ
thống.
b) Sai số do thao tác :
- Do xác đònh thời gian lấy mẫu.
- Do lau chùi cuvet chưa kó, chưa làm khô cuvet trước mỗi lần đo (vì lưu chất cũ còn
dính trong cuvet, thì khi cho lưu chất mới vào sẽ ảnh hưởng đến kết quả đo). Sai số
này cũng do điều kiện thí nghiệm, không có dụng cụ để làm khô cuvet, hoặc có
nhiều cuvet khác nhau để thay thế.
c) Sai số do sự bất ổn đònh của thiết bò và quá trình : (đã bàn luận ở trên)
d) Sai số đối với thời điểm ban đầu và dạng của tín hiệu xung :
Ta không thể xác lập được dạng thức đúng của hàm động lượng DIRAC do không thể
khống chế thời gian cho chất chỉ thò bằng 0 (thực tế thí nghiệm cho chất chỉ thò bằng pipet
mất khoảng 5s), thời gian này là khá lớn và do đó gây nên khác biệt giữa đường cong thực
nghiệm và lý thuyết (được xây dựng từ hàm động lượng DIRAC).
Câu 4 : Tại sao ta có thể dùng công thức
∑
∑
=
i
ii
D
tD
t
thay cho công thức
∑
∑

=
i
ii
C
tC
t
?
Theo đònh luật Lambert Beer: Độ hấp thu A (hay mật độ quang D) của dung dòch tỷ lệ
thuận với chiều dày l của lớp dung dòch và tỷ lệ thuận với nồng độ C của dung dòch, nên:
A = D = ε.l.C
Trong đó: ε - hệ số hấp thu phân tử, M
-1
cm
-1
l – chiều dày của lớp dung dòch, cm
C – nồng độ của dung dòch, M
⇒ Ta có thể sử dụng công thức
∑
∑
=
i
ii
D
tD
t
thay cho công thức
∑
∑
=
i

ii
C
tC
t
.
Trang 12
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Thời gian lưu
Câu 5 : Phân loại thiết bò phản ứng và đặc trưng của từng loại thiết bò?
♦ Phân loại theo phương pháp hoạt động:
- Bình phản ứng hoạt động gián đoạn : được đặc trưng bằng sự biến đổi của mức độ
phản ứng và tính chất của hỗn hợp phản ứng theo thời gian.
- Bình phản ứng hoạt động liên tục : được đặc trưng bởi mức độ phản ứng có thể thay
đổi theo vò trí nhưng không đổi theo thời gian.
♦ Phân loại theo hình dạng của bình phản ứng:
- Bình khuấy trộn lý tưởng : được đặc trưng bởi tính chất của hỗn hợp phản ứng đồng
nhất tại mọi vò trí trong thiết bò.
- Thiết bò phản ứng dạng ống lý tưởng : được đặc trưng bởi các phân tố của lưu chất
độc lập với nhau, mỗi phân tố có nồng độ, nhiệt độ khác nhau. Các tính chất này
thay đổi theo chiều dài của thiết bò.
♦ Phân loại theo số pha của hỗn hợp phản ứng:
- Thiết bò phản ứng đồng thể : trong đó hỗn hợp phản ứng ở trong một pha (lỏng hoặc
khí)
- Thiết bò phản ứng dò thể : trong đó hỗn hợp phản ứng hiện diện ở tối thiểu trong hai
pha.
Câu 6 : Dòng chảy thực và dòng chảy lý tưởng.
♦ Mô hình lý tưởng:
- Bình khuấy lý tưởng: quá trình khuấy trộn hoàn toàn.
- Thiết bò dạng ống lý tưởng: sự đồng nhất vận tốc theo phương dòng chảy và không
có sự khuấy trộn theo trục.
♦ Nguyên nhân sai lệch giữa dòng thực và dòng lý tưởng:

- Dòng chảy tắt của lưu chất.
- Sự tuần hoàn của lưu chất.
- Do tạo nên vùng tù trong thiết bò.
♦ Các dạng sai lệch giữa dòng thực và dòng lý tưởng:
- Sớm.
- Trễ.
- Tuần hoàn.
- Song song.
♦ Các phương pháp ước tính sai số so với dạng lý tưởng:
1 – Xác đònh sự phân phối thời gian lưu thực tế từ số liệu thí nghiệm đáp ứng và tính
độ chuyển hóa bằng cách xem dòng chảy hoàn toàn không khuấy trộn. Mô hình này
thích hợp cho thiết bò dạng ống với chế độ chảy dòng và phản ứng bậc 1.
2 – Mô hình phân tán theo phương trục, xem như trong thiết bò phản ứng dạng ống có
sự khuếch tán theo phương trục, khi đó sự phân phối thời gian lưu thực tế trong thiết bò
được dùng để tính hệ số khuếch tán theo phương trục, và sau đó dùng giá trò này để
tiên đoán độ chuyển hóa. Mô hình này thích hợp cho thiết bò phản ứng có chế độ chảy
rối.
3 – Mô hình hệ nhiều bình khuấy lý tưởng bằng nhau mắc nối tiếp. Số liệu thí nghiệm
đáp ứng được dùng để xác đònh số bình khuấy trong hệ, từ đó tính được độ chuyển hóa.
Trang 13
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Thời gian lưu
7. PHỤ LỤC :
7.1. Các giá trò tính toán cho hệ 1 bình:
7.1.1. Thực tế :
Độ hấp thu cực đại: D
o
= 0,015
Thời gian lưu trung bình:
∑
∑

=
i
ii
D
tD
t
Thời gian thu gọn:
t
t
=θ
Độ đo sự phân bố thời gian lưu: E
θ
=
o
D
D
7.1.2. Lý thuyết :
Lưu lượng nước chảy vào bình khuấy: v = 0,6 (lít/ phút) = 0,6.10
-3
(m
3
/ phút)
Thể tích 1 bình khuấy: V = (π/4). 0,14
2
. 0,12 = 0,002 (m
3
)
Thời gian thể tích:
v
V

=τ
= 3,079
Thời gian thu gọn:
τ
=θ
t
Độ đo sự phân bố thời gian lưu: E
θ
=
θ−
e
7.2. Các giá trò tính toán cho hệ 2 bình:
7.2.1. Thực tế :
Độ hấp thu cực đại: D
o
= 0,015/2 = 0,0075
Thời gian lưu trung bình:
∑
∑
=
i
ii
D
tD
t
Thời gian thu gọn:
t
t
=θ
Độ đo sự phân bố thời gian lưu: E

θ
=
o
D
D
7.2.2. Lý thuyết :
Lưu lượng nước chảy vào bình khuấy: v = 0,6 (lít/ phút) = 0,6.10
-3
(m
3
/ phút)
Thể tích 1 bình khuấy: V = 2. (π/4). 0,14
2
. 0,12 = 0,004 (m
3
)
Thời gian thể tích:
v
V
=τ
= 6,158
Thời gian thu gọn:
τ
=θ
t
Độ đo sự phân bố thời gian lưu: E
θ
=
θ−θ−
−

θ=
−
θ
.2N
1N
e)2.(2e
)!1N(
)N(N
7.3. Các giá trò tính toán cho hệ 3 bình:
7.3.1. Thực tế :
Độ hấp thu cực đại: D
o
= 0,015/3 = 0,005
Trang 14
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Thời gian lưu
Thời gian lưu trung bình:
∑
∑
=
i
ii
D
tD
t
Thời gian thu gọn:
t
t
=θ
Độ đo sự phân bố thời gian lưu: E
θ

=
o
D
D
7.3.2. Lý thuyết :
Lưu lượng nước chảy vào bình khuấy: v = 0,6 (lít/ phút) = 0,6.10
-3
(m
3
/ phút)
Thể tích 1 bình khuấy: V = 3. (π/4). 0,14
2
. 0,12 = 0,006 (m
3
)
Thời gian thể tích:
v
V
=τ
= 9,236
Thời gian thu gọn:
τ
=θ
t
Độ đo sự phân bố thời gian lưu: E
θ
=
θ−θ−
−
θ

=
−
θ
3
2
N
1N
e
2
)3(3
e
)!1N(
)N(N
8. TÀI LIỆU THAM KHẢO :
[1]. Vũ Bá Minh, “Quá trình và Thiết bò trong Công Nghệ Hóa Học & Thực phẩm – Tập 4:
Kỹ thuật phản ứng”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TpHCM, 2004, 380tr.
[2]. Nguyễn Thò Thu Vân, “Phân tích đònh lượng”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia
TpHCM, 2004, 540tr.
Trang 15