51. Устойчивость режима работы реактора.

Си­стема считается устойчивой, если после наложения какого-либо возмущения она самопроизвольно возвращается в прежнее состоя­ние при снятии этого возмущения. Химико-технологический процесс протекает нормально только в том случае, если малые внешние воздействия ведут к малым отклонениям от режима процесса.

При неустойчивом состоянии незначительное отклонение како­го-либо параметра технологического процесса от его первоначаль­ного значения (температуры, концентрации, давления и др.), что в производственных условиях всегда может иметь место, приводит к отклонению от стационарного состояния в реакторе; это откло­нение увеличивается во времени, а режим реактора не возвра­щается в исходное состояние и после снятия возмущения.

52. Анализ структуры реального потока. Кривая отклика в зависимости от способа введения индикатора.

Ступенчатый метод ввода индикатора объясним на примере реактора вытесне­ния. Сверху реактора в момент времени т₀ по всему поперечному сечению непрерывно вводят небольшой объем индикатора. Затем определяют изменение во времени концентрации индикатора в жидкости на вы­ходе из реактора. По полученным данным строят кривую измене­ния концентрации индикатора на выходе во времени С _ин = f(т)— кривую отклика; при ступенчатом вводе индикатора ее называют F- выходной кривой.

Для РИВ кривая отклика представляет собой такую же сту­пенчатую прямую, как и на входе, по­скольку в РИВ отсутствует продольное перемешивание. В этом случае концентрация индикатора на входе жидкости в реактор мгновенно достигает некоторого постоянного значения по всему сечению реактора, которое сохраняется на всем пути движения жидкости. Наличие индикатора в жидкости на выходе ее из реак­тора обнаруживается через некоторый промежуток времени (зави­сящий от скорости движения жидкости и высоты реактора) и его концентрация в дальнейшем не изменяется, так как он беспрерывно вводится в жидкость на входе ее в реактор.

Для реального реактора вытеснения кривая отклика имеет вид S-образной кривой, так как благодаря продольному перемешиванию, которое всегда наблюдается в реальном реакторе, часть индикатора выводится из реактора раньше, а часть — позже основной массы; постоянная концентрация индикатора устанавли­вается через более продолжительный промежуток времени, чем в РИВ.

При импульсном методе ввода индикатора в жид­кость, поступающую в реактор, по всему сечению реактора вводят небольшой объем индикатора мгновенно (импульсно), а затем, как и при ступенчатом методе, в моменты времени t1, t2, ... опреде­ляют концентрацию индикатора на выходе из реактора и строят кривую отклика, при импульсном вводе индикатора ее называют С-выходной кривой. Поскольку индикатор вводится мгновенно, его концентрация на входе имеет бесконечно большое значение. В РИВ элемент объема с такой концентрацией передви­гается без изменения по длине реактора от входа к выходу.

Для реального реактора при наличии продольного перемеши­вания С - выходная кривая имеет максимум. Этот максимум зависит от значения коэффициентов продольного и поперечного перемешивания.