16.5. Інформаційна схема реактора на основі балансової моделі.

Рис.6.1.

• Можливі керовані змінні: .

• Можливі керуючі впливи: .

• Можливі контрольовані обурювання: .

• Можливі неконтрольовані обурювання: .

Лекція 17. Автоматизація реакторних процесів (ч.2)

17.1. Діаграма реакторного процесу в адіабатичному режимі.

17.2. Залежність статичної характеристики від концентрації С₀ вихідного реагенту.

17.3. Визначення стаціонарних станів по діаграмі «виділення – відвода тепла».

17.4. Залежність характеристики виділення тепла від часу перебування реакційної маси в реакторі.

146

17.5.Оцінка стійкості стаціонарних станів по діаграмі «виділення - відводу тепла».

17.1. Діаграма реакторного процесу в адіабатичному режимі.

Рис.1.1.

Вплив зміни температури 0 на температуру реакторного процесу .

• При зміні вхідної температури ₀ у межах від ₀₂ до ₀₄ робота реактора здійснюється по петлі гістерезису D-A-B-C-D.

• Ділянка статичної характеристики З - шляхом зміни вхідної температури не реалізується.

Можливі стаціонарні стани реактора.

• При ₀₁ - один стійкий стан в ()1, але температура в реакторі низька й реакція йде слабко.

• При ₀₂ - два стаціонарних стани в ()D й ()С:

• ()D - стійкий стан, але при низькій температурі;

• ()З - нестійкий стан з поверненням в ()D при зменшенні початкової температури.

• При ₀₃-три стаціонарні стани в ()2, ()3, ()4:

• ()2 - стійкий стан, але з низькою швидкістю реакції;

• ()4 - стійкий стан, майже повне перетворення реагентів, але реакція йде з високою температурою - поза робочим діапазоном;

• ()3 - зміною початкової температури не реалізується.

• При ₀₄ - два стаціонарних стани в ()А и ()В:

• ()А - нестійкий стан, із проскакуванням в ()У при збільшенні початкової температури;

147

• ()В - стійкий стан, майже повне перетворення реагентів, але реакція йде з високою температурою - поза робочим діапазоном.

• При ₀₅ - один стійкий стан в ()5, але температура в реакторі поза робочим діапазоном.

17.2. Залежність статичної характеристики від концентрації с0 вихідного реагенту.

Рис.1.2.

• При більших значеннях С₀ (С₀₁ ) - статична характеристика неоднозначна навіть при низьких температурах.

• Одиничність стаціонарного стану можлива тільки при високих значеннях ₀ .

• Область негативних значень ₀ практичного змісту не має, тому показано пунктиром.

• Зменшення вхідних концентрацій (С₀₂ і С₀₃) викликає зсув неоднозначності статичної характеристики в область більше високих температур.

17.3. Визначення стаціонарних станів по діаграмі «виділення – відвода тепла».

Рис.2.1.

148

• 1, 2, 3 - криві відводу тепла Q при зміні температури в реакторі  c різними значеннями коефіцієнта теплопередачі : ₁ = ₃ й ₂ < _1,3.

• 4 - крива виділення тепла .

• Система 1-4:

• один стаціонарний стан в ()А;

• дуже низька температура в реакторі ₁ ;

• низька швидкість реакції.

• Система 3-4:

• один стаціонарний стан в ()Е;

• практично повне перетворення реагенту;

• дуже висока температура ₅ , що може бути поза робочою зоною реактора.

• Система 2-4:

• три стаціонарних стани в ()В, З, D;

• ()В - дуже низька температура в реакторі ₂; низька швидкість реакції; стаціонарний стан стійкий;

• ()D - практично повне перетворення реагенту; але дуже висока температура ₄ , що може бути поза робочою зоною реактора; стаціонарний стан стійкий;

• ()С - температура в робочій зоні реактора ₃; але стаціонарний стан - нестійкий.