Устойчивость автотермические

Рис. IV- 2. Влияние среднего времени пребывания т на устойчивый автотермический режим для экзотермической реакции первого порядка в кубовом

Как было сказано выше, разбиение плоскости ц, X для системы (И,70) имеет тот же характер, что и разбиение плоскости X, Я для системы (111,46) (см. рис. 111-25). Так как прямая р = 1 принадлежит области V, то разбиение плоскости уо, Хо для автотермического реактора соответствует варианту V (см. рис. 111-24). Следовательно, плоскость г/о, о разделяется кривой Д = О на две области. Область, ограниченная двумя ветвями кривой Д == О, отвечает одному устойчивому положению равновесия, остальная часть плоскости г/о, Хо — трем положениям равновесия, из которых среднее является седлом, а два других устойчивы. [c.100]

Для определения топологического типа устойчивых положений равновесия целесообразно рассмотреть другую разновидность уравнений автотермического реактора, а именно [c.100]

Докажем, что для автотермического реактора необходимым и достаточным условием устойчивости любого из положений равновесия является неравенство Л > 0. [c.109]

Поскольку А. и Л положительны, а и < 2, это неравенство выполняется. Таким образом, если справедливо неравенство (111,80), то выполняется и неравенство (111,79), т. е. необходимым и достаточным условием устойчивости любого из положений равновесия является условие Д > 0. Это означает, что для исследуемой модели, так же как и для модели автотермического реактора, описываемой уравнениями (И,49) или (111,57), неустойчивыми положениями равновесия могут быть только седла. [c.110]

Таким образом, неравенство (П1,81) справедливо, и, следовательно, все устойчивые положения равновесия автотермического реактора полимеризации являются узлами. [c.111]

Мукосей В. И., Некоторые вопросы устойчивости и оптимизации реакторов для автотермических процессов иа примере синтеза аммиака, Канд. диссертация, ГИАП, 1968. [c.183]

Под автотермическими будем подразумевать непрерывные процессы, в которых температура, необходимая для нормального хода реакции, поддерживается за счет тепловыделения. Управление автотермическим процессом довольно тесно связано с уже рассмотренной задачей устойчивости реактора. Состояние равновесия в автотермическом процессе достигается при равенстве отводимого тепла и тепла, выделяющегося в результате реакции. Если принять, что реактор хорошо теплоизолирован, то тепло будет отводиться только газами, покидающими реактор. [c.297]

Для анализа автотермического процесса можно воспользоваться графиком, представленным на рис. 111-60. График аналогичен применявшемуся при исследовании устойчивости реактора. 5-образ-ная кривая а характеризует выделяющееся тепло, прямая Ь — отводящееся. Стационарное состояние в точке / неустойчиво. Малое увеличение температуры вызывает быстрый рост выделяющегося тепла, и только в точке 5 наступает устойчивое равновесие. Прямая Ь характеризует состояние, в котором выделение тепла мало по сравнению с теплоотводом, поэтому автотермическая реакция невозможна. [c.298]

Устойчивость системы можно улучшить введением в схему теплообменника, в котором исходная смесь подогревается теплом отходящих газов. В этом случае наклон прямой Ь уменьшается, что облегчает проведение автотермического процесса. Применение теплообменника часто бывает необходимым, например, при синтезе аммиака или пароводяной конверсии окиси углерода. Положение и форма кривой а зависят от константы равновесия, ограничивающей степень превращения. В случае автотермической [c.298]

На рис. 111-65 помещены кривые для Ят = 6 и 7,5 м. При /7т = 7,5 м достигается граница устойчивости реактора, при больших значениях Ят автотермическая реакция становится невозможной. [c.303]

Следствием такой обратной подачи является то, что при авто-термической работе во многих случаях реактор должен быть зажжен для получения устойчивого режима процесса. В этом смысле обычное пламя и, как правило, все быстрые реакции сгорания являются также автотермическими, так как реагенты предварительно нагреты до температуры реакции за счет конвекции и радиации (см. также стр. 182). [c.133]

Интересная особенность автотермического процесса — возникновение гистерезиса. Если при постоянной скорости подачи сырья его температура возрастает, то реакция зажигается при определенной температуре питания [(Т о)з .] и реактор работает у верхней устойчивой рабочей точки. При снижении Т реактор продолжает работать с высокой степенью превращения до тех пор, пока не наступает затухание при температуре питания (Т о)заж- На рис. 1У-13 показана такая диаграмма гистерезиса для адиабатического процесса, построенная с использованием данных рис. IV- 2. В этом частном случае интервал гистерезиса равен (Го)зз . — ( о)зат. = 67 °С следовательно, адиабатический кубовый реактор [c.136]

Автотермический контактный аппарат с внутренним теплообменом для осуществления синтеза высших спиртов наименее удачен, так как его температурный режим определяется условиями устойчивости. Указанная в таблице производительность является предельной. Аппарат плохо управляется. [c.168]

Неоднозначность режимов и их устойчивость. Обратные связи, имеющиеся в системе, могут привести к появлению неоднозначности режимов и неустойчивости некоторых из них. Ранее это было выявлено при рассмотрении автотермического реактора (см. разд. 2.8.3). Рассмотрим распространенную систему -реактор с внешним теплообменником (рис. 3.17). Исходная реакционная смесь нагревается в теплообменнике и поступает в [c.215]

В некоторых случаях устойчивость стационарных состояний можно определить по диаграммам отвода и подвода тепла. Пользуясь подобными диаграммами, Н. Н. Семенов в свое время сформулировал условия теплового воспламенения, заложив тем самым основы теории теплового взрыва [1]. Много лет спустя ван Хир-ден [2] применил тот же подход для анализа устойчивости режимов автотермических реакторов. [c.59]

Как было сказано выше, разбиение плоскости р,, X для системы (III, 65) имеет тот же характер, что и разбиение плоскости х, X для системы (111,61) (см. рис. III-23). Так как прямая ц=1 принадлежит области, соответствующей варианту а, то разбиение плоскости Уо, Хо для автотермического реактора является таким, как на рис. 1П-22,а. Следовательно, плоскость уо, Хо разделяется кривой Д = 0 на две области. Область внутри кривой А=0 отвечает одному устойчивому положению равновесия, остальная часть плоскости Уо, Хо — трем положениям равновесия, из которых среднее является седлом, а два других устойчивы. [c.100]

Следовательно, положения равновесия расположены на прямой (111,68), которая, как можно убедиться, является интегральной прямой системы (111,67). Отсюда нетрудно прийти к выводу, что устойчивые положения равновесия автотермического реактора являются узлами. Таким образом, установление стационарных режимов автотермического реактора не может принимать характер затухающих колебаний. [c.100]

Отсюда следует, что в самом общем случае плоскость г/о, лго для автотермического реактора разбивается на 3 области, обозначенные на рис. VI-2 цифрами /—III область I, для которой система имеет одно устойчивое положение равновесия область П, соответствующая двум устойчивым положениям равновесия, разделенным седлом область III, для которой система имеет три устойчивых положения равновесия и два седла. [c.184]

Докажем, что устойчивые положения равновесия автотермического реактора полимеризации являются узлами. Для этого должно выполняться неравенство [c.184]

Аналогично можно исследовать влияние других переменных процесса, например концентрации сырья. Этот вопрос здесь не рассматривается, но следует иметь в виду, что приведенный метод анализа применим только к изменениям, происходящим настолько медленно, что соответствующие изменения в работе реактора можно представить как ряд псе-вдостационарных состояний (статическая устойчивость). Динамическое поведение и устойчивость автотермически работающего кубового реактора под влиянием относительно быстрых колебаний различных параметров представляют особенно большой интерес для целей автоматического контроля и будут рассмотрены в Приложении П. [c.137]

Анализ устойчивости автотермического аппарата, состоящего из адиабатического слоя катализатора и внешнего теплообменника, где происходит теплообмен входящего и выходящего потоков, был проведен М. Г. Слинько и А. Л. Мулером [3]. В автотермическом контактном аппарате с внутренним теплообменом процессы выделения тепла в слое катализатора и теплообмена в трубках происходят одновременно, что несколько усложняет задачу. [c.156]

Проведем исследование устойчивости автотермического реактора с полусегрегацией, в котором протекает реакция второго порядка [c.179]

Отсюда следует, что в самом общем случае плоскость уаМ для автотермического реактора разбивается на 3 области, обозначенные на рис. III-27 цифрами — II область / — для которой система имеет одно устойчивое положение равновесия область II — характеризующаяся двумя устойчивыми положениями равновесия, разделенными седлом область /// — характеризующаяся тремя устойчивыми положениями равновесия и дву1 я седлами. [c.111]

Устойчивые положения равновесия автотермического реактора, описываемого уравнениями (11,49) или (111,57), как было показано выше, являются узлами. Докажем, что автотермиче-ский реактор полимеризации обладает тем же свойством. [c.111]

Теория устойчивого режима реакторов при автотермических условиях была впервые предложена Вагнером и затем широко разработана ван Хеерденом Ниже мы рассмотрим различные [c.133]

Таким образом, для автотер-мических реакций особенно большое значение имеет изучение динамики реактора, его устойчивости и условий пуска. Хотя реакция в пламени сопровождается весьма сложными процессами, она очень хорошо иллюстрирует все три случая совместного решения уравнений материального и теплового балансов, показанных на рис. У1П-18 состояние, соответствующее практическому отсутствию горения состояние устойчивого стационарного горения неустойчивое стационарное состояние, отвечающее неустойчивому горению. Важным свойством автотермических необратимых реакций является соответствие устойчивого состояния наиболее полному превращению основного исходного реагента. [c.227]

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]

Энергетический уровень. Модели тепловых режимов реакторов строятся традиционными способами и различаются в зависимости от способа организации теплоотвода (изотермические, неизотермические, адиабатические, автотермические). Об особенностях исследования тепловой устойчивости при этом см. [36], о влиянии гидродинамики на теплопередачу для полистирола см. [127]. Особые осложнения при расчете ММР возникают в адиабатических процессах полимеризации, когда одновременно изменяются как концентрационные, так и тепловые поля в реакторной системе. Применительно к инициированной полимеризации стирала эти проблемы рассмотрены в ряде работ Н. С. Ениколопова с сотр. (см., например [128]), математические аспекты проблемы см. в [129]. [c.229]

Характерными свойствами катализаторов являются их активность и термическая устойчивость. Но, кроме этого, в промышленных условиях, в случае экзотермичности процесса, достоинство катализатора определяется также той минимальной температурой газовой смеси (ЗОг-НОг), при которой он, ускоряя первоначальную реакцию, быстро нагревается за счет тепла реакции. После этого процесс взаимодействия идет автотермически (за счет тепла реакции). Та минимальная температура газовой смеси, при которой катализатор начинает быстро разогреваться, называется его температурой зажигания. [c.74]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология