Возмущения на входе в реактор

Рассмотрим случай, когда у входа в реактор происходит некоторое возмущение г) в течение короткого времени, так что [c.211]

При импульсном возмущении (переходные процессы показаны на рис. 4.12) максимальные температуры в зонах реактора поддерживаются в заданном диапазоне с помощью однократного изменения давления на входе в реактор и расхода кислорода, а затем изменением основных управляющих воздействий нижнего уровня [c.191]

На аналоговой машине воспроизвести и снять переходные процессы в системе регулирования нелинейным объектом при различной величине заданного воздействия на регуляторе Ср. зд == = иаг при возмущениях различной амплитуды на входе реактора при варьировании настройками регулятора. [c.291]

Остановимся далее на экспериментальных оценках величин масштабов времени переходного процесса на поверхности катализатора. Подобранные данные по исследованию методом отклика [16] каталитических процессов [35—69] сведены в табл. 1.1. Некоторые реакции, в частности окисление СО [35—42] и пропилена [29, 61], разложение N 0 [43—45], изучались на разных катализаторах и при различных условиях. В большинстве случаев возмущение создавали путем ступенчатого изменения концентрации реагентов на входе в реактор. Здесь же приведены оценки масштабов времени переходных режимов Л/к, рассчитанные по выражению (1.7), а также значения величин М/, определяющих динамику каталитического цикла. Значение Л// оценивалось из выражения Л// /[4И (оо)] [69], в котором Ь = 10 —10 ам/м — это число активных мест адсорбции на поверхности катализатора, а И (< ) определяет скорость реакции в стационарном режиме, отнесенную к единице поверхности катализатора [И (оо)] = [молек./(м - с)]. [c.23]

Имеется несколько различных форм профилей скорости. В случае прямых цилиндрических реакторов без насадки профиль скоростей может аппроксимироваться кривой параболической формы, характерной для ламинарного потока, или кривой почти прямоугольной формы, характерной для турбулентного потока. Форма профиля зависит от того, превышено ли критическое значение числа Рейнольдса или нет , причем параболический профиль,при Ке<Кекр, устанавливается всегда постепенно по мере того, как по длине реактора затухают неизбежно возникающие на входе возмущения. Обычно считается, что на расстоянии, равном 50 м от входа, можно ожидать достаточно хорошей аппроксимации параболического распределения скоростей. Однако эта величина часто больше фактической длины реактора [c.65]

При постоянной температуре теплоносителя Тс распределение концентраций реагентов и температуры по длине реактора определяется решением системы уравнений ( 111.38), ( 111.39) с граничными условиями СДО) = С, д, Т (О) = Т , заданными на входе аппарата, т. е. решением задачи Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Известно, что в случае, когда правые части уравнений зависят от переменных непрерывным образом, задача Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений всегда имеет единственное решение (см., например, [2]). Более того, это решение всегда устойчиво, так как в реакторе идеального вытеснения возмущение стационарного режима в некотором сечении реактора не влияет на реагирующую смесь в соседних сечениях и любое бесконечно малое возмущение вымывается из реактора за конечное время, не успевая разрастись до макроскопических размеров. Таким образом, всегда имеется единственный устойчивый стационарный режим реактора идеального вытеснения. [c.336]

Анализ устойчивости. Для строгого обоснования условий устойчивости системы реактор — теплообменник необходимо исследовать, как изменяются со временем малые возмущения стационарного режима. Решим эту задачу для частного случая 8 = 1 (система без байпаса) [15]. Очевидно, малое возмущение температуры холодного потока на выходе теплообменника (1), возникшее в некоторый момент времени t, после прохождения реактора усилится в % раз (где % — параметрическая чувствительность температуры на выходе адиабатического слоя к температуре на его входе) и спустя время Si (равное суммарному времени прохождения потоком реактора и трубопроводов, связывающих реактор с теплообменником) вызывает возмущение температуры горячего потока на входе в теплообменник Тг (1) = 7Ji (1). Связь между возмущениями и определяется уравнениями, описывающими нестационарный режим теплообменника. Если линейные скорости горячего и холодного потоков одинаковы, то нестационарные уравнения имеют вид [c.350]

В качестве иллюстрации этого положения рассмотрим две модели проточного реактора, показанные на рис. 1Х-8. Для обеих моделей получаются одинаковые кривые реакции на возмущение по подаче трассёра на вход аппарата, т. е. такие системы не удается отличить 250 [c.250]

Займемся теперь построением передаточной функции гомогенного реактора. Как всегда, примем, что в момент I = О, когда на входе начинает действовать какое-то возмущение, реактор находится в равновесии. Возмущение от входа к выходу аппарата проходит только через время р = аЬ, поэтому [c.238]

В гл. II указывалось, что термин стационарное состояние может ввести в заблуждение, если не учитывать возможность неединственности, так как для проточного реактора с перемешиванием при данном ряде значений параметров суш,ествует не одна точка баланса между входом и выходом. Достигнутое стационарное состояние останется неизменным, если исключить воздействие возмущений. Под устойчивостью понимается постоянство, но необходимо помнить, что условие равенства временных производных нулю еще не гарантирует неизменности режима. [c.55]

При составлении областей с помощью двух методов следует соблюдать определенную осторожность. Если -контур на входе в реактор больше -контура на выходе (б > е), то нет никакой гарантии, что все возможные возмущения внутри 6 приведут к промежуточным состояниям внутри меньших е. В таких случаях компромисс может быть найден, если принять б = е. Эта единственная область и будет областью практической устойчивости трубчатого реактора идеального вытеснения. [c.201]

Рассмотрим любую пару областей б и е, полученную с помощью одного из подходов, изложенных в этой главе. Выше уже указывалось, что возмущения, не превышающие б-границы на входе в реактор, должны на выходе из него находиться внутри заранее определенных е-областей. Если у инженера имеется возможность управления системой, то очевидно, что можно использовать простой и непосредственный контроль либо с целью предварительного подогрева или предварительного охлаждения подаваемой в реактор смеси, либо с целью смешения этой смеси с дополнительным потоком так, чтобы компенсировать последствия возмущений на выходе, которые могли бы нарушить границы б-области. В тех случаях, когда такое направленное регулирование переменных состояния не приводит к успеху, может быть применена система управления с упреждающим воздействием. [c.217]

Так как возмущение, получаемое на выходе, передается на вход в реактор, то [c.212]

W-j — скорость /-Й реакции по г-му компоненту т] — возмущение на входе в реактор [c.348]

На модельной установке вводится индикатор на вход в реактор и измеряется его концентрация на выходе. В зависимости от характера вносимого возмущения на входе (ступенчатое, импульсное, синусоидальное изменение концентрации индикатора) на выходе снимаются определенного вида характеристики для данного типа реактора. [c.18]

Рассматривалось также влияние возмущений по температуре на входе в реактор. Представляло интерес моделирование ступенчатого уменьшения входной температуры газа. Это может [c.246]

При нестационарных методах измерения, на вход в реактор подается определенное возмущение концентрации трассирующей примеси (импульс, ступенька, синусоида) и измеряется ответное изменение выходной концентрации со временем—передаточная функция. [c.317]

Теперь рассмотрим применение изложенной методики для расчета химических процессов в двухфазных системах. Предположим, что на вход реактора подается единичное ступенчатое возмущение вещества А с концентрацией йд (О). Определим состояние системы вектором с т) о координатами Сд . (т), характеризующими концентрацию вещества А в -й ячейке сплошной фазы, и (т) — концентрацией вещества в к-а ячейке дисперсной фазы в момент времени тДг. Предположим, что вещество А реагирует при изотермических условиях в обеих фазах со скоростью, оТгисываемой уравнением d Jjdt = для сплошной фазы и уравнением [c.270]

Далее перейдем к расчету химических процессов в двухфазных реакторах. Дадим на вход реактора тyпeнJчa-тое единичное возмущение вещества А концентрацией [c.150]

Расчеты Амундсона и Билоуса были выполнены для необратимой реакции первого порядка, так что г имеет вид (1 — ) /с (Г). Типичные расчетные кривые, полученные численным интегрированием системы уравнений (IX.65), (IX.66), показаны на рис. IX.15. Здесь показаны температурные профили Т ( ) при постоянной начальной температуре Гд = 340°К, но при температуре теплоносителя изменяющейся от 300 до 342,5° К. Вплоть до = 335° К температурный профиль изменяется весьма слабо, но дальнейший прирост всего на 2,5 град приводит к образованию резкого температурного пика, превышающего температуру у входа на 80 град. При дальнейшем увеличении на 5 град перепад температур между входом в реактор и горячей точкой возрастает до 100 град. Анализ чувствительности реактора, проведенный Амундсоном и Билоусом, основан на исследовании отклика системы на синусоидальные возмущения впоследствие был дан более строгий анализ отклика на случайные возмущения. Здесь мы ограничимся только качественным исследованием вопроса. [c.281]

Изменение положения отражателей влияет на распределение нейтронов из-за изменения утечки нейтронов из реактора. Строгий расчет таких способов регулирования — задача очень трудная, однако, если эффект не слишком велик , для таких расчетов могут быть использованы методы теории возмуш ений. Многие работаюш ие в настояш ее время реакторы обладают известной степенью стабильности, в частности реакторы с жидким теплоносителем. В таких реакторах некоторые отклонения от стационарного состояния вызывают изменение функции распределения нейтронов и мощности реактора, но эти возмущения быстро затухают, и система возвращается в начальное состояние. В число задач, возникающих перед теорией реакторов, входит и определение динамической реакции реактора на такие возмущения. Задачи динамической реакции и стабильности, представляющие инженерный интерес, в большинстве случаев нелинейны. Многие из этих задач решаются с помощью электронных и других моделей реакторов и быстродействующих вычислителоных машин. [c.21]

Адсорбционные измерения выполнялись следующим образом. Для рабочей системы, состоящей из одного реактора, проводились первоначально тождественные опыты по подаче только одного, двух и трех последовательных возмущений индикатором на входе. Время между последовательными подачами импульсов равно приблизительно времени достижения выходной откликовой кривой максимума. При этом точка отсчета времени — начало выхода в измерительном устройстве откликовой кривой. [c.218]

Применение диффузионной модели для расчета реакторов с неидеальным движением жидкости. С-кривые. В случае импульсной или ступенчатой формы возмущения по подаче трассёра в поток вытеснения с продольной диффузией решение уравнения (IX,22), в которое в качестве параметра входит интенсивность диффузий, дает семейство С- или Р-кривых. Параметром, однозначно характеризующим осевое смешение, является комплекс 01и1 — безразмерный параметр реактора или сосуда. Этот параметр изменяется от нуля для реактора идеального вытеснения до бесконечно большого значения для проточного реактора идеального смешения его обратная величина аналогична эффективному продольному критерию Пекле, для массопередачи. Графически соответствующие кривые представлены на рис. 1Х-12 и 1Х-13. [c.259]

Автоматическое управление во многом определяет стабильность реактора, так как именно оно призвано обеспечить оптимальный режим с погрешностью, не превышающей заданную. Система автоматического управления (САУ) призвана обнаружить и устранить или компенсировать с.ггучайные помехи, возмущения, поступающие на вход в аппарат. Существуют классы процессов, реализация которых на практике принципиально невозможна без САУ [35]. Для этих процессов выгодные по технологическим соображениям стационарные режимы оказываются неустойчивыми, либо обладающими малым запасом устойчивости, либо имеющилии высокую параметрическую чувствительность. Создать такие системы можно только в том случае, если задачи аппаратурно-технологического оформления решаются одновременно с созданием САУ. [c.21]

Эффект повышения производительности гетерогенного каталитического реактора с неподвижным слоем катализатора за счет увеличения интенсивности межфазного обмена в нестационарном (гидродинамическом) режиме гораздо сильнее проявляется для систем жидкость — твердое, чем для систем газ — твердое. Это обусловлено, по-видимому, тем, что для системы жидкость — твердое генерируемые на входе в реактор гидродинамические возмущения слабо демпфируются из-за песяшмаемости жидкости. [c.125]

Цель расчета по модели - определение влияния цйклическог зменения входных параметров на выход целевого продукта. Исследования проводились в следующих направлениях 1) выбор канала для нанесения возмущений 2) выбор фор кШ возмущающих воздействий 3) влияние изменения концентрации диоксида углерода в газовом потоке на входе в реактор а) на температурный режим потока б) на температуру в слое катализатора в) на качество образующегося метанола (с точки зрения образования примесей и увеличения концентрации воды). Выбор канала для нанесения возмущений выполнен с учетом возможности изменения параметров в промьппленных условиях. Для интенсификации процесса выбран расход диоксида углерода, который приводит к изменению концентрации Oj во входном потоке. Расчет технологических режимов выполнялся для случаев синусоидальной, прямоугольной и трапециевидной форм возмущающих воздействий. Анализ полученной информации показал целесообразность использования симметричных прямоугольных волн д.чя увеличения выхода метанола по сравнению с традащионным стацнон шы.ч режимом. При этом изучалось влияние периода возмущающих воздействий и их амплитуды. Установлено, что прирост производительности по метанолу в большей степени зависит от периода цикла, чем от амплитуды. Расчеты показали, что рабочий диапазон изменения температуры и расхода СО2 при реализации циклических режимов совпадает с диапазоном, определенным стационарными условия 1и проведения процесса. [c.65]

Входными и выходными переменными являются обычно состав, расход и температуры отдельных потоков. Управляющими воздействиями могут быть, например, расход сырья на входе в химический реактор или расход пара в теплообменнике. Изменения температуры окружающей среды и состава исходного сырья за счет примесей, а также изменение активности катализатора за счет его закоксовы-вания — все это примеры возмущений. Под режимными параметрами понимаются температуры и давления в аппаратах, скорости вращения рабочих органов машин. [c.176]

Используя модель трубчатого реактора идеального вытеснения, заметим, что скорость потока не воздействует непосредственно на стационарные состояния (VI, 23) или на промежуточные состояния (VIII, 3), за исключением случая, когда эта скорость меняется во время пребывания жидкости в реакторе. Ванг (1967 г.) показал, что такую систему можно описать с помощью кривой стационарного состояния переменной длины (рис. VII1-25). Точка на оси т есть время пребывания при исходной скорости потока и соответствует конкретной паре (б, е). При изменении скорости потока новое время пребывания будет соответствовать новому ограничению на S при той же характеристике ё. Очевидно, чем больше скорость потока в данном реакторе, тем большие возмущения допустимы на входе. При управлении скорость потока может быть изменена в ответ на некоторые возмущения таким образом, что при этой скорости потока б, соответствующая измеренному возмущению, будет соответствовать желаемому s. [c.217]

Пример 1Х-5. Шмеел и Амундсон (1966 г.) изучали изотермический трубчатый реактор с продольным перемешиванием и рециклом для случая реакции первого порядка. Пользуясь линейностью системы, они смогли определить характеристики собственных значений, связанные с откликом на возмущение на входе. Проверить найденное Шмеелом и Амундсоном комплексное собственное значение с помощью модифицированного метода коллокации, принимая гу равными [c.233]

Рие. 4.11. Переходные процессы при скачкообразном возмущении параметров состояния, составляющем 5% от их среднего значения у — показатель текучести расплава полиэтилена вц — концентрация модификатора ах, — максимальные температуры в первой и во второй зонах реактора С — общий расход кислорода р — давление смеси на входе в реактор V — соотношение потоков кислорода в первую и во вторую аову реактора у , ж,, Жг, V, Оа, V — средние значения соответствующих параметров [c.190]

Точки 1 я 3 (рис. П-2, б) соответствуют устойчивым стационарным режимам ХТС. Это означает, что после возникновения бесконечно малого возмущения АТ по температуре потока на входе в реактор (Т1-1 илн Г1-3) и его устранения.параметры стационарных режимов ХТС останутся без изменений. В этих режимах, если температура потока на входе в реактор становится несколько меньше стационарной (Г - =Г1 1—АГ или Г -з =Г1 з—ДГ) теп-лоприход (СГ- или (21—з) начинает превышать теплоотвод (Сг-или Са—з). В результате температура входного потока, увеличиваясь, возвращается к исходному значению при стационарном режиме (Т1-1 или Г1-3). Если же температура Т1 незначительно превысит стационарную (П-1 =7 1 1+Д7 или П з =7 1-з+А7 ). то теплоотвод (Q2-l или Q2-з) будет больше теплоприхода (<Э1-1 или и температура входного потока в реактор, уменьшаясь, [c.36]

При расчете реальных аппаратов по приведенным уравнениям необходимо введение соответствующих нонравок на степень не-идеальности потока. Для получения информации о характере течения потока в реакторе необходимо проследить путь каждого элементарного объема при его движении через аппарат. Для этого следует установить распределение частиц по времени их пребывания в аппарате. Это осуществляется экспериментально искусственным нанесением возмущений, например введением в ноток реагентов трассера (краска, радиоактивный изотоп, флуоресцирующее вещество и т. п.) и снятием так называемых кривых отклика, показывающих зависимость концентрации трассера на выходе из реактора от времени. Например, если было нанесено так называемое импульсивное возмущение — мгновенное введение трассера в поток, поступающий в реактор идеального вытеснения, через некоторое время то будет обнаружен мгновенный выход всего трассера и затем сразу же снижение его концентрации до нуля (рис. 44, а). Это объясняется тем, что в реакторе идеального вытеснения все частицы движутся параллельно друг другу с одинаковой скоростью, т. е. время пребывания их одинаково. Таким образом, индикатор движется по длине реактора неразмы-ваемым тончайшим слоем и сигнал, получаемый на выходе в момент То, в точности совпадает с сигналом, введенным на входе в реактор при т = 0. Если порцию индикатора, например краски, ввести в реактор идеального смешения( рис. 44, б), то она сразу же равномерно окрасит всю жидкость, находящуюся в реакторе, концентрация ее будет одинакова во всем объеме и соответствовать концентрации на выходе из реактора. Далее концентрация краски в реакторе и на выходе из него будет постепенно убывать, поскольку она выносится выходящим потоком. [c.116]

Неоднозначность режимов и их устойчивость. Обратные связи, име-юшиеся в системе, могут привести к появлению неоднозначности режимов и неустойчивости некоторых из них. Ранее это было выявлено при рассмотрении автотермического реактора (разд. 4.10.3). Рассмотрим распространенную для химических процессов систему - реактор с внешним теплообменником (рис. 5.22). Исходная реакционная смесь нафевается в теплообменнике и поступает в реактор. Выходящий из реактора более горячий поток (обсуждаем процесс с экзотермической реакцией) охлаждается за счет отдачи своей теплоты исходной реакционной смеси. В этой системе очевидна обратная связь по теплу между входящим и выходящим потоками. Пусть по каким-либо причинам температура на выходе из реактора повысилась. Это может произойти из-за увеличения концентрации, или уменьшения на-фузки, или увеличения входной температуры - любой внешней причины. Несмотря на то, что источник возмущения кратковременный, и условия процесса быстро восстанавливаются, увеличение приведет к дополнительному нафеву исходной реакционной смеси, и температура на входе в реактор увеличится. Последнее приведет к увеличению скорости реакции, тепловыделению в реакторе и дальнейшему возрастанию Т ,, что еще больше увеличит нафев исходной смеси. Такая круговая последовательность взаимного нафева входного и выходного потоков может продолжаться далее со значительным нарастанием температуры, даже если источник первоначального возмущения будет убран. Если же возмущение режима привело к уменьшению температуры Т , то аналогичным образом будет происходить охлажде- [c.275]

Ввиду того, что в реальных условиях входы испытывают случайные возмущения, возникает задача изучения влияния этих возмущений на выходы реактора. Она рассматривается нами как задача прохождения случайного воздействия через преобразователь, которым в данном случае является плазмохимический реактор. При этом математические ожидания выходов будут зависеть от статистических характеристик возмущений. Очевидно, эти зависимости не нужно принимать во внимание тогда, когда разброс значений выходов, обусловленный неточностями определения констант скоростей реакций, значительно больгае изменений выхода, вызываемых случайными воздействиями. [c.55]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология