Wstęp-

Celem naszego doświadczenia jest zbadanie rozkładu czasy przebywania w trzech reaktorach. Każdy z tych reaktorów różni się od siebie i są to

• reaktor o przepływie tłokowym z sygnałem impulsowym

• reaktor z idealnym przemieszaniem i sygnałem skokowym

1 W modelu przepływu tłokowego wszystkie elementy strumienia przepływają przez jednakowy czas w reaktorze, jest tu przemieszanie poprzeczne, ale brak przemieszania wzdłużnego.

2 W modelu z idealnym przemieszaniem strumień dopływający do reaktora miesza się szybko, dlatego w całej objętości reaktora jest jednakowe stężenie.

Są dwie metody do wyznaczana rozkładu czasu przebywania:

-skokowa

-impulsowa

Reaktor tłokowy z sygnałem impulsowym

1 Tabelki z wynikami

t [min]	A
0	0,034
1	0,162
2	0,199
3	0,189
5	0,079
7	0,043
10	0,049
15	0,034

Średni czas przebywania:

.

V= 1.98 ml/s

V=687ml

.

τ= V/V= 346.9697 [s] = 5.87 [min]

Sumaryczny ułamek masy znacznika w przedziale czasu ( 0, t) F(t)

I ułamek wprowadzonej masy znacznika przebywającej w aparacie w przedziale czasu ( t, t+ dt) E(t)

t [min]	F(T)	E(t)
0	0	0
1	0	0
2	0	0
3	0	0
5	0	0
5,87	1	2
7	1	0
10	1	0
15	1	0

Reaktor tłokowy z przepływem impulsowym

t [min]	A 550
0	0,029
1	0,106
2	0,065
3	0,071
5	0,062
7	0,025
10	0,013
15	0,018

Średni czas przebywania:

.

V=1.79 [ml/s]

V=772[ml]

τ = 431.28[s] = 7.2 [min]

E(t) = c_Ai / c_A0

F(t) = c_Ai / c_A0

t [min]	F(t)	E(t)
0	0	0
1	0	0
2	0	0
3	0	0
5	0	0
7	0	0
10	1	0
15	1	0

PRZEBIEG FUNKCJI ROZKŁADU CZASU PRZEBYWANIA DLA PRZEPŁYWU TŁOKOWEGO

Reaktor z idealnym przepływem z sygnałem skokowym

t [min]	A
0	0,016
1	0,176
2	0,288
3	0,337
5	0,451
7	0,532
10	0,611
15	0,658

Nie uwzględniłam w tabelce ostatnich dwóch pomiarów ze względu na nieracjonalny wynik.

V= 705ml

.

V= 1.78ml/s

τ =396.0674=396.1s = 6.6[min]

F(t)=1-exp(-t/) gdzie: _ E(t)=exp(-t/)

t [min]	F(t)	E(t)
0	0	1
1	0,002878	0,997478
2	0,005748	0,994963
3	0,008609	0,992454
5	0,014307	0,987455
7	0,019973	0,982482
10	0,02841	0,975068
15	0,04231	0,962836

WNIOSKI:

Z wyników doświadczenia(wykres zależności A(t), przekładający się na zależność c(t)) badającego model przepływu tłokowego, który zakłada, że wszystkie elementy strumienia przebywają przez jednakowy czas w aparacie i występuje wówczas przemieszanie poprzeczne, nie ma natomiast przemieszania wzdłużnego, możemy stwierdzić, że model ten jest wyidealizowany i znacznie różni się od przepływu przebiegającego w warunkach rzeczywistych. Gdzie nie ma tylko i wyłącznie przemieszania poprzecznego, ale występuje też w pewnym stopniu przemieszanie wzdłużne.

Z wyników doświadczenia dotyczących modelu idealnego przemieszania, zakładającego, że strumień dopływający do aparatu miesza się nieskończenie szybko z objętością układu znajdującego się w aparacie, czego konsekwencja jest jednakowy rozkład stężenia w całej objętości reaktora, jest dalece wyidealizowany, co widać z wykresu zależności A(t), gdzie stężenie wskaźnika na wyjściu z reaktora zmienia się w czasie, przez 15 min. Prowadzonego doświadczenia otrzymywałyśmy próbki z coraz większym stężeniem z pewnością w końcu doszłoby do stanu w którym stężenia byłyby zbliżone do siebie w kolejnych pomiarach, ale nigdy nie będą równe.

Dodatkowo można zaobserwować, że w modelu z idealnym przemieszaniem zabarwianie wody barwnikiem następuje szybciej niż jej odbarwianie, co jest spowodowane różnicami w gęstości obu substancji.

---