Байпасирование.

На практике могут наблюдаться два вида байпасирования, как показано на рис. 4, а, б.

Пусть требуется определить долю байпасирующего потока по экспериментальным функциям отклика.

В случае, когда индикатор не попадает в байпасирующий поток, среднее время пребывания индикатора в аппарате составляет

Рис. 4. Схема структуры потока с байпасом: а - индикатор не попадает в байпас; б - индикатор попадает в байпас

или

где а - доля байпасирующего потока.

Если рабочий объем аппарата V известен или определен каким-либо другим методом, например методом "отсечки", то время пребывания потока в аппарате можно рассчитать, используя соотношение

Из соотношений, получаем

Величины и определяют экспериментально и с помощью соотношения вычисляют долю байпасирующего потока а.

Рассмотрим случай, когда индикатор попадает в байпасирующий поток, на примере аппарата полного смешения с байпасированием. В данном случае функция отклика системы при проведении исследования методом вымывания имеет вид, изображенный на рис. 5, а.

Количество байпасирующего потока и потока, проходящего через аппарат, легко определяется из графика, как видно из рис. 5, а. На практике начальные участки кривых могут быть размыты и поэтому лучше определять байпасирующий поток по всей кривой отклика.

Рис. 5. Определение байпасирующего потока: а - методом вымывания; б - методом импульсного введения индикатора

Концентрация индикатора в потоке, выходящем из смесителя до смешения с байпасирующим потоком, определяется по формуле

Уравнение баланса индикатора на выходе потока из аппарата имеет вид

где С’’ — концентрация индикатора в байпасирующем потоке, равная нулю при t > 0 (так как используется метод вымывания). Тогда

Подставляя значение С' в уравнение и заменяя t на , получаем

При импульсном возмущении (рис. 5, б) часть индикатора, равная , минуя аппарат, попадет на выход потока. Аналогично изложенному выше находим уравнение кривой:

где С'₀ - действительная концентрация индикатора в аппарате при t = 0, определенная из расчета, что в аппарат попадает только часть индикатора, равная . Эта величина неизвестна. Из условия баланса имеем

где С₀ — концентрация индикатора, рассчитанная в предположении, что весь индикатор попал в смеситель. Итак, уравнение кривой имеет вид

По уравнению можно определить .