化学反应工程课程停留时间分布理论的教学案例

停留时间分布理论是化学反应工程课程教学中的重要内容之一,用于刻画实际反应器的非理想流动特性。相对于理想反应器的内容,停留时间分布概念抽象,学生理解和掌握难度较大。在教学过程中,我们引入流体力学数值模拟方法,使用COMSOL软件实现反应器内流体流动的瞬态模拟,通过数值实验演示阶跃式和脉冲式示踪剂注入的停留时间分布测量过程,并在反应器出口统计示踪剂浓度随时间的变化,从而计算出反应器的停留时间分布函数。此教学案例可使学生直观理解停留时间分布的概念,深入理解流体流动的模型基础,学习使用功能强大的COMSOL软件,为之后的科研和学习打下基础。