thí nghiệm quá trình thiết bị Thời gian lưu

Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò
1.

Thời gian lưu

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):
Đường kính bình khuấy:
d = 14 (cm)
Chiều cao mực nước trong bình khuấy:
Lưu lượng nước chảy vào bình khuấy:
Bảng 1: Kết quả thô
t
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

12

Hệ 1
bình
0,009
0,013
0,009
0,004
0,003
0,002
0,001
0

D
Hệ 2
bình
0,002
0,004
0,006
0,007
0,012
0,010
0,007
0,005
0,003
0,001
0

2.

Do = 0,015
H = 12 (cm)
v = 0,6 (lít/ phút)

Hệ 3
bình
0,002
0,005
0,008
0,006
0,007
0,008
0,009
0,007
0,005
0,004
0,002
0,001
0

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

Trang 1


Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò

Thời gian lưu

thời gian lưu trung bình, do đó xác đònh thời gian lưu trung bình đặc
biệt có ý nghóa.
1 n
tV   tVi
(1)
n i 1
Trong đó tVi là thời gian lưu của một phần tử bất kỳ i.
Với đònh nghóa hàm phân bố thời gian lưu F (tV) = E (tV), ta có :


tV  f (tV )tV .dtV E(tV )

(2)

0


A
I

Hay: tV 

c

(tV )tV .dtV

0

(3)


A
I

c

(tV ).dtV

0

Với các hàm điểm ta có:
K

c t

i i

t  i K1

(4)

c

i

i 1

Với K là các khoảng chia bằng nhau.
Thời gian lưu trung bình thể tích:
V
  R t
(5)
VM
Với VR : thể tích của lưu chất trong bình, lít
VM: 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 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 ) ra khỏi thiết bò, xác đònh hàm F(t) hoặc F().
2) Xác đònh thành phần của các cấu tử ở thời điểm t
(hoặc ) vẫn còn lưu lại trong thiết bò, hàm I(t) hoặc I().

3) Xác đònh thành phần của các cấu tử ở thời điểm t
(hoặc ) đang trong quá trình thóat ra khỏi thiết bò, hàm f(t)
hoặc f().
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

Trang 2


Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò
(Kích thích)

Thời gian lưu
Bình

(Đáp

Nồng độ chất
chỉ thò

ứng)

Tín hiệu vào bất kỳ

Ra

Thời
Nồng độ chất
chỉ thò

gian
Tín hiệu vào tuần hoàn

Ra

Thời

Nồng độ chất
chỉ thò

gian
Tín hiệu bậc
Ra

Thời gian
Nồng độ chất
chỉ thò

Tín hiệu xung

Ra

Thời gian

Trang 3


Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò

Thời gian lưu

Hình 1: Các dạng tín hiệu kích thích đáp ứng thường dùng
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.
 0, t  0
(t) 
 , t 0


(t).dt 1



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
VR. Như vậy, trong bình có sự đột biến của dòng vào.
Thời gian lưu trung bình thể tích:
V
 R
(6)
VM
C Ira
 t
1 exp  
vào
CI

 
Khi nối các bình lý tưởng lại với nhau, ta được mô hình dãy
hộp:
Hàm phân bố có dạng tổng quát:

Trang 4


Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò
 t
 

f (t) 1/   

Thời gian lưu

n 1

 t
.exp  
(7)
 
(n  1)!
Khi n = 1, ta có mô hình khuấy trộn lý tưởng. Conø khi n = , ta
lại có mô hình đẩy lý tưởng.
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 Co. Với diện tích bên dưới đường cong bằng 1, ta có:
t t t
Thời gian thu gọn vô thứ nguyên:    
(8)
t  V
Với t là thời gian phần tử lưu chất bất kỳ đi qua thiết bò.
và
 được xác đònh theo (4) và (5).
t




C
1
C
.
d


d


1
C

C
.

d


Cdt
hay
(9)
0



C0
t
0
0
0
0
2,0
Bình ống
D
0
uL

Phân tán
nhỏ
D
=
uL

1,5

1,0

Bình
khuấy
D
=
uL

Phân tán
trung bình
D
= 0,025
uL
Phân tán
lớn
D
= 0,02
uL

0,5

0

0,5

1

1,5

Trang 5

Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò

Thời gian lưu

Hình 2: Đường cong C biểu diễn đáp ứng tại dòng ra
cho tín hiệu xung tại đầu vào
3.

THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM:
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)
0
1
2
3
4
5
6
7

D
0,009
0,013
0,009
0,004
0,003
0,002
0,001
0,000

Các giá trò

Thực tế

E
0,000
0,600
0,578
0,867

1,155
0,600
1,732
0,267
2,310
0,200
2,887
0,133
3,465
0,067
4,042
0,000
Do = 0,015
t = 1,732 (phút)

Trang 6

Lý thuyết

E
0,000
1,000
0,325
0,723
0,650
0,522
0,974
0,377
1,299
0,273

1,624
0,197
1,949
0,142
2,274
0,103
v = 0,6.10-3 (m3/ph)
V = 0,002 (m3)
 = 3,079 (phút)


Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò

Thời gian lưu

Bảng 3: Hệ 2 bình
t
(phút)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

D
0,002
0,004
0,006
0,007
0,012
0,010
0,007
0,005
0,003
0,001
0,000

Các giá trò

Thực tế

E
0,000
0,267
0,233
0,533
0,465
0,800
0,698
0,933
0,931
1,600
1,163
1,333

1,396
0,933
1,629
0,667
1,861
0,400
2,094
0,133
2,327
0,000
Do = 0,0075
t = 4,298 (phút)

Lý thuyết

E
0,000
0,000
0,162
0,469
0,325
0,679
0,487
0,736
0,650
0,709
0,812
0,640
0,974
0,555

1,137
0,468
1,299
0,387
1,462
0,314
1,624
0,252
-3
v = 0,6.10 (m3/ph)
V = 0,004 (m3)
 = 6,158 (phút)

Thực tế

E
0,000
0,400
0,202
1,000
0,404
1,600
0,606
1,200
0,808
1,400
1,010
1,600
1,211
1,800

1,413
1,400
1,615
1,000
1,817
0,800
2,019
0,400
2,221
0,200
2,423
0,000
Do = 0,005
t = 4,953 (phút)

Lý thuyết

E
0,000
0,000
0,108
0,114
0,217
0,331
0,325
0,538
0,433
0,691
0,541
0,780

0,650
0,811
0,758
0,798
0,866
0,753
0,974
0,689
1,083
0,615
1,191
0,538
1,299
0,462
-3
v = 0,6.10 (m3/ph)
V = 0,006 (m3)
 = 9,236 (phút)

Bảng 4: Hệ 3 bình
t
(phút)
0
1
2
3
4
5
6
7

8
9
10
11
12

D
0,002
0,005
0,008
0,006
0,007
0,008
0,009
0,007
0,005
0,004
0,002
0,001
0,000

Các giá trò

Trang 7


Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò

Thời gian lưu

Đồ
thò 1
E

: HỆ 1
BÌNH

1
Lý
thuyết
Thực
tế

0.
9
0.
8
0.
7
0.
6
0.
5
0.
4
0.
3
0.
2
0.

1
0


0

0.
5

1

1.
5

2

Trang 8

2.
5

3

3.
5

4

4.
5

Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò

Thời gian lưu

Đồ
thò 2

: HỆ 2
BÌNH

E 1.
8
Lý
thuyết
Thực
tế

1.
6
1.
4
1.
2
1
0.
8
0.
6

0.
4
0.
2



0
0

0.
2

0.
4

0.
6

0.
8

1

1.
2

Trang 9

1.

4

1.
6

1.
8

2

2.
2

2.
4

2.
6


Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò

Thời gian lưu

Đồ
thò 3

: HỆ 3
BÌNH

E 2.
0
1.
8
1.
6
1.
4
1.
2
1.
0
0.
8
0.
6
0.
4
0.
2
0.
0

Lý
thuyết
Thực
tế


0.

0

0.
2

0.
4

0.
6

0.
8

1.
0

1.
2

Trang 10

1.
4

1.
6

1.
8

2.
0

2.
2

2.
4


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  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  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.

Trang 11


Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò

Thời gian lưu

 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.
- 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).

Trang 12

Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò

Câu 4 : Tại sao ta có thể dùng công thức t 

Thời gian lưu

Dt
D

i i

thay cho

i

công thức t 

C t
C

i i

?

i

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 = .l.C
Trong đó:  - hệ số hấp thu phân tử, M-1cm-1
l – chiều dày của lớp dung dòch, cm
C – nồng độ của dung dòch, M
 Di ti thay cho công thức
 Ta có thể sử dụng công thức t 
 Di
t

C t
C

i i

.

i

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.

Trang 13


Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò

Thời gian lưu

-

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.
7.

PHỤ LỤC :
7.1. Các giá trò tính toán cho hệ 1 bình:
7.1.1. Thực tế:
Độ hấp thu cực đại: Do = 0,015
 Di ti
Thời gian lưu trung bình: t 
 Di
t
Thời gian thu gọn:  

t
D
Độ đo sự phân bố thời gian lưu: E =
Do
7.1.2. Lý thuyết:
Lưu lượng nước chảy vào bình khuấy: v = 0,6 (lít/ phút) = 0,6.10-3
(m3/ phút)
Thể tích 1 bình khuấy: V = (/4). 0,142. 0,12 = 0,002 (m3)
V
Thời gian thể tích:   = 3,079
v
t
Thời gian thu gọn:  

Độ đo sự phân bố thời gian lưu: E = e 

Trang 14


Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò

Thời gian lưu

7.2. Các giá trò tính toán cho hệ 2 bình:
7.2.1. Thực tế:
Độ hấp thu cực đại: Do = 0,015/2 = 0,0075
 Di ti
Thời gian lưu trung bình: t 
 Di
t

Thời gian thu gọn:  
t
D
Độ đo sự phân bố thời gian lưu: E =
Do
7.2.2. Lý thuyết:
Lưu lượng nước chảy vào bình khuấy: v = 0,6 (lít/ phút) = 0,6.10-3
3
(m / phút)
Thể tích 1 bình khuấy: V = 2. (/4). 0,142. 0,12 = 0,004 (m3)
V
Thời gian thể tích:   = 6,158
v
t
Thời gian thu gọn:  

N(N)N  1  N
e 2.(2)e 2.
Độ đo sự phân bố thời gian lưu: E =
(N  1)!
7.3. Các giá trò tính toán cho hệ 3 bình:
7.3.1. Thực tế:
Độ hấp thu cực đại: Do = 0,015/3 = 0,005
 Di ti
Thời gian lưu trung bình: t 
 Di
t
Thời gian thu gọn:  
t
D

Độ đo sự phân bố thời gian lưu: E =
Do
7.3.2. Lý thuyết:
Lưu lượng nước chảy vào bình khuấy: v = 0,6 (lít/ phút) = 0,6.10-3
3
(m / phút)
Thể tích 1 bình khuấy: V = 3. (/4). 0,142. 0,12 = 0,006 (m3)
V
Thời gian thể tích:   = 9,236
v
t
Thời gian thu gọn:  

N(N)N 1  N 3(3)2  3
e 
e
Độ đo sự phân bố thời gian lưu: E =
(N  1)!
2
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.

Trang 15


Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò

Thời gian lưu

[2]. Nguyễn Thò Thu Vân, “Phân tích đònh lượng”, Nhà xuất bản
Đại học Quốc gia TpHCM, 2004, 540tr.

Trang 16