化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的*程度與反應(yīng)物料在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間的長短有關(guān)，時(shí)間越長，反應(yīng)進(jìn)行的越*。對(duì)于間歇反應(yīng)器，這個(gè)問題比較簡單，因?yàn)榉磻?yīng)物是一次裝入，所以在任何時(shí)刻下反應(yīng)器內(nèi)所有物料在其中的停留時(shí)間都是一樣的，不存在停留時(shí)間分布問題。對(duì)于流動(dòng)系統(tǒng)，由于流體連續(xù)不斷流入系統(tǒng)而又連續(xù)地從系統(tǒng)流出，且流體在反應(yīng)器內(nèi)流速分布不均勻，存在流體擴(kuò)散以及反應(yīng)器內(nèi)死區(qū)等問題，流體的停留時(shí)間問題比較復(fù)雜，不像間歇反應(yīng)器那樣是同一個(gè)值，由停留時(shí)間分布描述。

物料在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間分布是連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器的一個(gè)重要性質(zhì)，可定量描述反應(yīng)器內(nèi)物料的流動(dòng)特性。物料在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間不同，其反應(yīng)的程度也不同。通過測(cè)定流動(dòng)反應(yīng)器停留時(shí)間，即可由已知的化學(xué)反應(yīng)速度計(jì)算反應(yīng)器物料的出口濃度、平均轉(zhuǎn)化率，還可以了解反應(yīng)器內(nèi)物料的流動(dòng)混合狀況，確定實(shí)際反應(yīng)器對(duì)理想反應(yīng)器的偏離程度，從而找出改進(jìn)和強(qiáng)化反應(yīng)器的途徑。通過測(cè)定停留時(shí)間分布，求出反應(yīng)器的流動(dòng)模型參數(shù)，為反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及放大提供依據(jù)。

多釜串聯(lián)混合性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置是測(cè)定帶攪拌器的釜式液相反應(yīng)器中物料返混情況的一種設(shè)備，它對(duì)加深了解釜式與管式反應(yīng)器的特性是較好的實(shí)驗(yàn)手段之一。通常是在固定攪拌轉(zhuǎn)速和液體流量的條件下，加入示蹤劑，由各級(jí)反應(yīng)釜流出口測(cè)定示蹤劑濃度隨時(shí)間變化曲線，再通過數(shù)據(jù)處理得以證明返混對(duì)釜式反應(yīng)器的影響，并能通過計(jì)算機(jī)得到停留時(shí)間分布密度函數(shù)及單釜與三釜串聯(lián)流動(dòng)模型的關(guān)系。此外，也可通過其它種類反應(yīng)器進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而更深刻的理解各種反應(yīng)器的特性。

停留時(shí)間分布測(cè)定所采用的方法主要是示蹤響應(yīng)法。它的基本思路是：在反應(yīng)器入口以一定的方式加入示蹤劑，然后通過測(cè)量反應(yīng)器出口處示蹤劑濃度的變化，間接地描述反應(yīng)器內(nèi)流體的停留時(shí)間。常用的示蹤劑加入方式有脈沖輸入、階躍輸入和周期輸入等。本實(shí)驗(yàn)選用的是脈沖輸入法。

脈沖輸入法是在極短的時(shí)間內(nèi)，將示蹤劑從系統(tǒng)的入口處注入主流體，在不影響主流體原有流動(dòng)特性的情況下隨之進(jìn)入反應(yīng)器。與此同時(shí)，在反應(yīng)器出口檢測(cè)示蹤劑濃度c(t)隨時(shí)間的變化。