CEL ĆWICZENIA
- zbadanie rzeczywistego rozkładu czasu przebywania w reaktorze mieszalnikowym z sygnałem skokowym
- zbadanie rzeczywistego rozkładu czasu przebywania w reaktorze tłokowym niskim z sygnałem impulsowym
- zbadanie rzeczywistego rozkładu czasu przebywania w reaktorze tłokowym wysokim z sygnałem impulsowym
WSTĘP TEORETYCZNY
→ idealny przepływ tłokowy z sygnałem impulsowym
→ przepływ z idealnym przemieszaniem i sygnałem skokowym
ZASTOSOWANE OZNACZENIA
- czas przebywania [s]
- średni czas przebywania [s ]
V - objętość robocza aparatu [ml]
- natężenie przepływu [ml/s]
VR - objętość reaktora [ml]
θ - czas bezwymiarowy [1]
WZORY
Dla F(0) = 0
F(∞) =1
OBLICZENIA
→ reaktor mieszalnikowy z sygnałem skokowym
VR = 716 ml
Liczba orbotów pompy: 10 obr./min.
Wyznaczenie średniego natężenia przepływu oraz czasu przebywania
Lp |
V [ml] |
t [s] |
1 |
4,9 |
1,9 |
2 |
5 |
2,15 |
3 |
4,9 |
1,9 |
średnia: |
4,933333 |
1,983333 |
= 716/147=4,871 [min.]
tabela wyników i wykreślenie funkcji A(t) , F(t) , E(t)
t [min] |
Abs |
|
F(t) |
E(t) |
0 |
-0,002 |
0 |
0 |
1 |
0,45 |
0,063 |
0,092388 |
0,088249 |
0,911751 |
1,6 |
0,171 |
0,328492 |
0,279991 |
0,720009 |
2 |
0,209 |
0,410615 |
0,336757 |
0,663243 |
2,45 |
0,245 |
0,503003 |
0,395288 |
0,604712 |
3,6 |
0,32 |
0,739106 |
0,522459 |
0,477541 |
4 |
0,34 |
0,821229 |
0,560109 |
0,439891 |
4,5 |
0,351 |
0,923883 |
0,603025 |
0,396975 |
6,1 |
0,418 |
1,252374 |
0,714175 |
0,285825 |
6,5 |
0,432 |
1,334497 |
0,736709 |
0,263291 |
7,2 |
0,454 |
1,478212 |
0,771955 |
0,228045 |
10 |
0,556 |
2,053073 |
0,87166 |
0,12834 |
12 |
0,605 |
2,463687 |
0,914879 |
0,085121 |
14 |
0,625 |
2,874302 |
0,943544 |
0,056456 |
16 |
0,63 |
3,284916 |
0,962556 |
0,037444 |
17 |
0,631 |
3,490224 |
0,969506 |
0,030494 |
18 |
0,632 |
3,695531 |
0,975166 |
0,024834 |
20 |
0,634 |
4,106146 |
0,983529 |
0,016471 |
→ reaktor tłokowy wysoki z sygnałem impulsowym
VR = 795 ml
Wyznaczenie średniego natężenia przepływu oraz czasu przebywania
Lp |
V [ml] |
t [s] |
V [ml/s] |
V[ml/min.] |
1 |
100 |
57,4 |
1,742160279 |
104,5296 |
2 |
100 |
60 |
1,666666667 |
100 |
3 |
100 |
58 |
1,724137931 |
103,4483 |
średnia |
100 |
58,46667 |
1,710988292 |
102,6593 |
= 720/102,6593 = 7,0135 [min.]
Wykreślenie funkcji A(t)
→ bioreaktor tłokowy niski z sygnałem impulsowym
VR = 720ml
Wyznaczenie średniego natężenia przepływu oraz średniego czasu przebywania
Lp |
V [ml] |
t [s] |
V [ml/s] |
V[ml/min.] |
1 |
100 |
57,4 |
1,74216 |
104,5296 |
2 |
104 |
59,6 |
1,744966 |
104,698 |
3 |
112 |
64,01 |
1,749727 |
104,9836 |
średnia |
105,3333333 |
60,33667 |
1,745618 |
104,7371 |
= 720/104,737 = 6,87 [min.]
Wnioski
- na wykresie funkcji A(t) dla wszystkich typów pik (odpowiadający najwyższej wartości absorbancji) jest przesunięty w lewo w stosunku do obliczonego średniego czasu przebywania
- najkrótszy czas przebywania jest dla reaktora z pełnym przemieszaniem z sygnałem skokowym
- wykresy funkcji F(t) i E(t) dla reaktora z pełnym przemieszaniem z sygnałem skokowym w bardzo dużym stopniu przypominają wykresy F(t) i E(t) dla przepływów idealnych
- średnie czasy przebywania dla reaktora tłokowego niskiego i reaktora tłokowego wysokiego są zbliżone co do wartości
- w reaktorze tłokowym barwnik pojawił się w strumieniu wyjściowym w postaci takiego samego sygnału, jak w wejściowym.
Strona 5