Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
BÀI 8. THỜI GIAN LƯU

BÀI 8. THỜI GIAN LƯU

Tải bản đầy đủ - 0trang

- Để đo thời gian lưu mà trong thời gian đó một phần tử xác định lưu lại trong một hệ

dòng chảy, người ta phải phân biệt nó với các phần tử khác bằng cách đánh dấu. Các phần tử

đánh dấu phải có đặc điểm là khơng được ảnh hưởng và khác biệt với các phần tử tạo nên

tương quan trong hệ.

- Các loại chất chỉ thị đánh dấu đối với mơi trường lỏng có thể là: dung dịch màu, các

chất phóng xạ, các đồng vị phóng xạ ổn định, các hạt rắn phát sáng…

- Các loại chất chỉ thị thích hợp với các phần tử trong hệ phải có



ρ ,η , D



thích hợp. khi



các chất chỉ thị thích hợp ta có thể để nó vào hệ theo hai kiểu:

Tín hiệu ngẫu nhiên.

Tín hiệu xác định: tín hiệu tuần hồn và tín hiệu khơng tuần hồn.

- Để khảo cứu thiết bị, người ta thường dùng loại tín hiệu xác định khơng tuần hồn, loại

tín hiệu này có thể được tạo ra nhờ:

Đánh dấu bằng va chạm (tín hiệu xung).

Đánh dấu bằng cách cho nhập liệu vào liên tục một lượng xác định (tín hiệu bậc).

Đánh dấu bằng cách cho nhập liệu chiếm chỗ tồn bộ trong hệ.

- Trong thí nghiệm này ta sử dụng loại đánh dấu bằng va chạm (xung)

- Loại đánh dấu này thường thích hợp cho các chất chỉ thị là các chất màu.

- Ta có thể biểu diển hàm phân bố mật độ xác suất thời gian lưu:



f (t) =



C Ira

C Ivao



=



C Ira (t )

C I*δ (t )



2.3. Bình phản ứng lý tưởng



- Bình khuấy lý tưởng: Bình khuấy lý tưởng có tính chất là q trình khuấy trộn là hồn

tồn. Do đó hỗn hợp phản ứng đồng nhất trong tất cả các phần của thiết bị và giống với dòng

ra. Điều này có ý nghĩa là phân tố thể tích trong các phương trình liên quan có thể được lấy

là thể tích V của tồn thiết bị phản ứng.

84



- Bình ống lý tưởng: Bình ống lý tưởng có tính chất của dòng chảy theo phương dọc trục

( từ đầu vào đến đầu ra) chỉ do quá trình phản ứng. Các điểm trên cùng một tiết diện vng

góc với phương dọc trục đều có cùng một tính chất.

- Mơ hình dãy hộp: Khi nối các bình khuấy trộn lý tưởng lại với nhau ta có mơ hình dãy

hộp. Tổng qt, với mơ hình dãy hộp n bình mắc nối tiếp , ta có hàm phân bố thời gian lưu

lý thuyết như sau:



n



C =



nn

θ ( n −1) e ( − nθ )

( n − 1)!



Xác định nồng độ bằng cách đo mật độ quang:

Tỷ số C/Co được thay bằng tỷ số D/D 0 nên ta chỉ cần đo mật độ quang thay cho việc đo

nồng độ

Cơ sở là định luật lambert- Beer:

ε .b.C = k .C = 2 − lg(T %)



D=

Trong đó

ε



: hệ số hấp thu mol (l/mol.cm)



b: chiều dày cuvert chứa mẫu (cm)

C: nồng độ mẫu (mol/l)

K: hệ số tỷ lệ

T: độ truyền suốt (%)

3. Tiến hành thí nghiệm

3.1 Ngun tắc

85



- Thiết lập hệ thống bình khuấy ở trạng thái họa động ổn định

- Xác định thời gian lưu theo phương pháp đánh dấu va chạm. chất chỉ thị là chất màu

được cho vào hệ thống tại thời điểm t = 0 ( ứng với nồng độ C 0) mẫu được lấy ra tại các thời

điểm xác định t ( ứng với Ci )

- Dung dịch màu được cho vào bình thứ 1 và lấy ra từ bình cuối cùng.

- Nồng độ C được thay bằng mật độ quang D, mật độ quang được đo bằng máy đo độ

truyền suốt ánh sáng (T) có λ= 490 nm. Tỷ số C/Co được thay bằng tỷ số D/D0

3.2. Tiến hành

- Bơm từ bồn chứa lên bồn cao vị cho đến khi có nước trong ống chảy tràn

Xác định D0 hệ 1 bình:

Cho nước vào bình khuấy cho đến khi có nước chảy tràn từ bình 1 sang bình 2. Khi đó,

ta khóa van cấp nước vào bình khuấy 1 và ống chảy tràn từ bình 1 sang bình 2, xác định

chiều cao mực chất lỏng trong bình khuấy 1 ( ho ) tương ứng với đường kính bình ( d= 120

mm). Dùng pipet hút 5ml mực đỏ cho nhanh vào phía trên của bình khuấy đồng thời mở

cánh khuấy hoạt động trong khoảng vài phút sau đó lấy khoảng 5 mẫu để xác định Do

Xác định Di hệ 1 bình:

Mở van cho nước vào hệ thống bình khấy với lưu lượng 18 l/h ( kiểm tra lại bằng

phương pháp thề tích) cho đến khi có nước qua ống chảy tràn giưa 2 bình. Bật cơng tắc cho

cánh khuấy họat động dùng van nối ông chảy tràn giũa 2 bình chỉnh lưu lượng sao cho nước

trong bình khuấy giữ cô định tại h1, khi hệ họat động ổn định



(lưu lượng nước vào, ra



không đổi và bằng nhau) ta dung pipet hút 5ml mực đỏ cho nhanh vào phía trên của bình

khuấy đồng thời dung thị kế xác định mốc thời gian to=0 sau đó cứ 30 giây lấy mẫu 1 lần để

xác định Di. việc lấy mẫu sẽ kết thúc khi nươc trong bình hết màu đỏ và độ truyền suốt T gần

bằng 100%.

Với hệ 2, 3 bình:



86



Cách làm tương tụ hệ 1 bình, nhưng mực đỏ cho vào bình đầu tiên và được lầy ra ơ bình

cuối cùng, lưu lượng đối với các hệ phải giống nhau, đồng thời xác định chiều cao mực chất

lỏng trong các bình khuây ở 1 chế độ thi nghiệm.

Đối với máy so màu:

Dùng nước trắng để chuẩn máy. Cuvet chứa mẫu phải sạch và khơ ráo, bên trong ống

khơng được có bọt khí, phải tráng lại bằng nước sạch sau mỗi lần chứa mẫu. Đo khoảng 10

mẫu thì dùng mẫu trắng đề chuẩn lại máy nhằm tránh sai số.

4. Kết quả thí nghiệm.

 Khảo sát trên hệ 1 bình.



Thơng số



D0



T0



h0 mm



d mm



Giá trị



0.098



79.8



100



120



a: hệ số 1 bình

Đường kính d: 120 mm

Chiều cao h: 100 mm

Lưu lượng v: 14.4 (l/h) = 0.004 (l/s)

Stt

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18



t (s)



T (%)



30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

390

420

450

480

510

540



80.7

81.3

81.9

82.5

83.7

84.2

84.6

85.7

86.1

87.9

88.3

89.5

90.1

91.6

92.1

93.8

94.4

95.4

87



19

20

21

22

23

24

25



570

600

630

660

690

720

750



96.5

97.6

97.8

98.1

98.4

98.7

98.9



5. Xử lý số liệu

Cách tính tốn dòng 20

Xác định D0

h0= 100 mm

T0 = Tmin = 79.8 %

D0= 2 – lg (T0) = 2- log (79.8) = 0.098

Thời gian lưu trung bình:

-



Thực nghiệm:



-



Lý thuyết:



247.8322 (s)



Trong đó

Vậy

-



(s)



Mật độ quang: = 2 log (97.6) = 0.0106



Tính thời gian rút gọn:

-



Thực nghiệm:

với i = 1k

Với t20 = 600 (s) 2.4210



-



Lý thuyết :

Với t20 = 600 (s) 2.1216



Hàm đáp ứng:

-



Thực nghiệm:



= = 0.1077

Cn i = (



-



Lý thuyết:



D

nn

) LT =

θ ( n −1) e ( − nθ )

D0

(n − 1)!

88



= 0.1198

6. Kết quả xử lý số liệu

Stt

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25



t(s)

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

390

420

450

480

510

540

570

600

630

660

690

720

750



T(%)

80.7

81.3

81.9

82.5

83.7

84.2

84.6

85.7

86.1

87.9

88.3

89.5

90.1

91.6

92.1

93.8

94.4

95.4

96.5

97.6

97.8

98.1

98.4

98.7

98.9



Di

0.0931

0.0899

0.0867

0.0835

0.0773

0.0747

0.0726

0.0670

0.0650

0.0560

0.0540

0.0482

0.0453

0.0381

0.0357

0.0278

0.0250

0.0205

0.0155

0.0106

0.0097

0.0083

0.0070

0.0057

0.0048



(D/Do)TN

0.9503

0.9174

0.8849

0.8525

0.7885

0.7621

0.7411

0.6839

0.6632

0.5715

0.5514

0.4916

0.4620

0.3888

0.3647

0.2836

0.2554

0.2087

0.1579

0.1077

0.0986

0.0850

0.0715

0.0580

0.0490



Đồ Thị:



89



θTN

0.1210

0.2421

0.3631

0.4842

0.6052

0.7263

0.8473

0.9684

1.0894

1.2105

1.3315

1.4526

1.5736

1.6947

1.8157

1.9368

2.0578

2.1789

2.2999

2.4210

2.5420

2.6631

2.7841

2.9052

3.0262



(D/Do)LT

0.8994

0.8088

0.7274

0.6542

0.5884

0.5291

0.4759

0.4280

0.3849

0.3462

0.3113

0.2800

0.2518

0.2265

0.2037

0.1832

0.1647

0.1482

0.1332

0.1198

0.1078

0.0969

0.0872

0.0784

0.0705



θLT

0.1061

0.2122

0.3182

0.4243

0.5304

0.6365

0.7426

0.8487

0.9547

1.0608

1.1669

1.2730

1.3791

1.4851

1.5912

1.6973

1.8034

1.9095

2.0156

2.1216

2.2277

2.3338

2.4399

2.5460

2.6521



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

BÀI 8. THỜI GIAN LƯU

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×