Стационарный режим в открытой системе

Одной из наиболее характерных особенностей реакций в открытых системах является то обстоятельство, что спустя некоторое время в открытой системе устанавливаются постоянные концентрации всех компонентов реакции, включая исходные вещества и конечные продукты, т. е. устанавливается стационарный режим. Например, из уравнений (Х.6) и (Х.7) нетрудно видеть, что в случае односторонней реакции первого порядка при достаточно больших / (г >1/( +а ) для А и />1/(й+а1), 1/ 2 для В) концентрации А и В становятся равными [c.381]

Стационарный режим в открытой системе [c.164]

Стационарный режим сложных реакций в открытой системе [c.237]

Как было показано в 3 гл. IV на примере реакции первого порядка, при протекании реакции в открытой системе через некоторое время устанавливается стационарный режим реакции, при котором концентрация компонентов в реакторе перестает изменяться. Установление стационарного режима имеет место и в случае сложных реакций. При этом система дифференциальных уравнений (У.109) превращается в систему алгебраических уравнений- относительно неизвестных величин [c.237]

В открытой системе концентрация вещества изменяется н вследствие химической реакции, и вследствие массопереноса (поступления в реактор новых количеств вещества). Если реактор — реактор идеального смешения (см. гл. IV) и в нем установился стационарный режим, т. е. сравнялись скорости подачи вещества и его химического превращения, то в этом случае [c.14]

Вернемся теперь к закрытой системе, в которой проходит реакция (18.25)7но рассмотрим случай, когда достаточно велика, и максимальная концентрация промежуточной частицы достигается, если относительное изменение концентрации исходного вещества очень мало. Это математически эквивалентно варианту, рассмотренному для открытой системы, т. е. накопление Р можно описывать тем же уравнением (18.27). Следовательно, за короткое время, в течение которого содержание исходного вещества практически не изменилось, устанавливается равенство скорости образования и дальнейшего превращения промежуточных частиц Р. Так как реакция превращения А и Р все же идет, и концентрация 1А1 хоть и медленно, но падает, такой режим является не совсем стационарным и его принято называть квазистацио-нарным. [c.301]

Одной из наиболее характерных особенностей реакций в открытых системах является установление в системе через некоторое время после начала реакции стационарных концентраций всех компонентов реакции, включая исходные вещества и продукты реакции (стационарный режим). [c.216]

Приведенные выше данные по кинетике реакций относятся к случаю проведения процессов в реакционных аппаратах смешения периодического действия либо в реакторах вытеснения. В аппаратах смешения непрерывного действия (открытая система) при условии, что т Vг где — объем реактора Уs — объем сырья, поступающего в единицу времени (объемная скорость), устанавливается стационарный режим, являющийся особенностью таких процессов. В этом случае нахождение стационарных концентраций исходного, промежуточных и конечных веществ может быть выполнено без интегрирования уравнений кинетики, путем приравнивания к нулю производных от концентраций компонентов реакционной смеси. [c.745]

Кроме стационарности по промежуточным веществам, может быть реализован режим, при котором равны нулю и производные по времени от концентраций участников реакции. В закрытой системе (У = = V — 0) это означает конец процесса или достижение некоторого равновесного состояния в случае открытой системы уравнение (11,12) переходит в Следующее [c.29]

Непрерывно работающий аппарат — обязательно открытая система" Такой аппарат может работать либо в стационарном, либо в нестационарном режиме. Стационарным называют режим, все параметры которого не изменяются во времени в любой точке все скорости, концентрации и температура с течением времени остаются постоянными. В нестационарном режиме хотя бы часть параметров меняется во времени. [c.37]

В открытых системах обмен веществом и теплом с окружающей средой происходит непрерывно в течение всей реакции. Простейшим примером открытой системы служат реакции в потоке , когда в реакционное пространство непрерывно подается поток веществ, содержащий реагенты (в общем случае и продукты), и соответственно отводится поток веществ, содержащий непрореагировавшие реагенты и образовавшиеся продукты реакции. В таких системах обычно устанавливается истинный стационарный режим. Отклонения от стационарного режима могут быть обусловлены посторонними причинами. Среди них тепловая неустойчивость процесса (воспламенение) и изменение свойств реакционной зоны (изменение реакционной способности из-за накопления ядов. и пр., изменение активности катализатора в каталитических реакциях, собственная нестационарность реакции, как это имеет место в реакциях с участием твердых веществ). В подобных случаях процесс обычно протекает квази-, стационарно или же происходит скачкообразный переход в другой устойчивый, стационарный режим (воспламенение). [c.28]

Химические реакции в открытых системах обычно протекают стационарно, т. е. таким образом, что состав смеси и скорости всех реакций в любой точке системы не изменяются во времени (хотя и изменяются в пространстве, по крайней мере вдоль оси потока). Такой режим называют стационарным режимом или стационарным состоянием. В закрытой системе концентрации компонентов реакционной смеси изменяются за счет протекания реакций, что ведет за собой изменения скоростей реакций. Следовательно, в закрытых системах химические реакции протекают нестационарно. [c.255]

Существенным является то обстоятельство, что спустя некоторое время (порядка 1/(к- -ау) для А и порядка 1/а ] для В) в открытой системе устанавливаются постоянные стационарные концентрации исходного вещества и конечного продукта, т. е. устанавливается стационарный режим. Эти стационарные концентрации равны [c.366]

Распространение идеи термодинамики на такие неравновесные динамические системы связано с решением основной проблемы можно ли, зная кинетические параметры системы реакций, но исходя из термодинамических соображении, предсказать такие свойства стационарного состояния, как устойчивость или, наоборот, возможность самопроизвольного перехода в другой стационарный режим при небольших возмущениях, и найти условия установления стационарного колебательного режима Именно на эти вопросы, связанные с термодинамической характеристикой далеких от равновесия стационарных состояний, важнейших для существования открытых систем, и призвана ответить нелинейная термодинамика. [c.146]

Поэтому в следующих разделах ход наших рассуждений будет таким. Сначала мы покажем, что в простой модели открытой системы с пассивным управлением, не обладающей достаточным богатством связей, можно обеспечить стационарный режим, но нельзя получить хороших гомеостатических свойств. Затем мы увидим, что существуют такие способы усложнения структуры открытых систем с пассивным управлением, которые по мере увеличения сложности приводят к непрерывному улучшению их гомеостатических свойств. И в заключение мы рассмотрим возникновение гомеостаза в системе с активным управлением. [c.220]

Рис. 7.8. Простая модель открытой системы, а) схема с одним каналом регуляции. В системе обеспечивается стационарный режим, но отсутствуют гомеостатические свойства 6) зависимость. X (я)) при различных значениях коэффициента а в схеме иа рис. 7.8, о в) схема открытой системы с двумя параллельными каналами регуляции.

Процессы, протекающие в колебательном режиме. В целом. ряде реакций, особенно в тех, которые характерны для открытых биологических систем, наблюдаются колебания концентраций компонентов, т. е. система колеблется около стационарного состояния. Вообще, если в химической системе возникло колебание около определенного состояния, то это колебание должно затухнуть, как только будет достигнуто термодинамическое равновесие. Но если стационарное состояние неравновесное и поддерживается действием каких-то сил, то колебания могут стать и незатухающи уП . Энтропия производится за счет существования стационарного состояния и на фоне этого производства может существовать и колебательный режим, если он сам по себе несколько снижает энтропию (ее общий прирост должен все же быть положительным, независимо от механизма сопряжения). [c.312]

При исследовании биосистем мы часто интересуемся их стационарными состояниями. В терминах открытых систем, разумеется, следует говорить о стационарном неравновесном состоянии, хотя в теории управления и в биокибернетических работах можно встретить термин равновесный режим системы. Под равновесием при этом, конечно, долл<ны пониматься режимы, когда уравновешены все силы, действующие в системе, уровни перестают меняться, а темпы процессов сохраняются постоянными. [c.140]

А] и [В] достигают предельных постоянных значений. Это означает, что сумма скоростей расходования А за счет химической реакции и увода А вместе с реакционной смесью из реактора уравнивается со скоростью его поступления в реактор. Аналогично для В установление постоянной концентрации означает, что скорость его накопления в результате образования из А уравнивается со скоростью его увода из реактора. Такой режим получил название стационарного режима. Концентрации компонентов в стационарном режиме называются стационарными концентрациями и в дальнейшем обозначаются индексом ст . Установление стационарного режима является важнейгией особенностью процессов, протекающих в открытых системах при постоянной скорости массопередачи. [c.215]

В аппаратах смешения непрерывного действия (открытая система) при условии, что Уг где — объем реактора У — объем сырья, поступающего в единицу времени (объемная скорость), устанавливается стационарный режим, являющийся особенностью таких процессов. В этом случае нахождение стационарных концентраций исходного, промежуточных и конечных веществ выполняетя без интегрирования уравнений кинетики, путем приравнивания к нулю производных от концентраций компонентов реакционной смеси. [c.779]

В гл. 7 обсуждаются вопросы моделирования сохранительных свойств биологических систем в рамках классической теории управления и с использованием метода пространства состояний. Главная мысль этой главы состоит в том, чтобы продемонстрировать единство открытого характера живых систем и их гомеостатических свойств. Единая система управляющих механизмов в целостной биосистеме может, как показано в этой главе, не только поддерживать стационарный режим в открытой системе, но при определенных условиях обеспечивать и ее гомеостаз. Этот результат позволяет по-новому подойти к взглядам Л. фон Берталанфи, противопоставлявшего теорию открытых систем и кибернетические методы описания гомеостаза. [c.11]

Рассмотренная модель сочетания последовательных механизмов регуляции лишена недостатков, свойственных модели сочетания параллельных механизмов. Стационарный режим в такой модели определяется обычными соотношениями (5.50) при невырожденной матрице А, т. е. стационарные значения не зависят от начальных условий в системе, как это обычно и бывает в компартментальных моделях открытых систем. При действии возмущающих факторов механизмы регуляции включаются последовательно во времени, так что система может достичь нового стационарного состояния, включив только первые эшело-. ны адаптивных процессов и имея неиспользованные резервы адаптации. Динамические свойства такой модели достаточно богаты и могут объяснить некоторые важные феномены гомеостатической регуляции в биосистемах, связанные, например, с замещением быстрых, но слабых механизмов регуляции более медленными, но мощными регуляторными процессами. [c.234]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология