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化學反應器的極限環(huán)和振蕩反應


實驗室k / 2019-02-18

       談及導致與定常狀態(tài)性能偏離的不穩(wěn)定性。這種不穩(wěn)定性,它隨時間的增長或者是如前面所述的單調的,或者是具有振蕩的形式。對單調變化的情況可以靠趨向于另一穩(wěn)定的定常狀態(tài),而對振蕩的情況可以靠非線性的作用,也許最后使偏離得到控制。

       具有有限振幅的振蕩是一個十分重要的問題,文獻中已對此作了詳盡的探討。圖54表明了可能會出現(xiàn)的情況;在組成一溫度圖中,被“極限環(huán)”劃分為兩個區(qū)域,任何反應器在極限環(huán)以外的條件下開車時,將移向極限環(huán)。S點是一個不穩(wěn)定的平衡點,倘使系統(tǒng)偏離了它,系統(tǒng)就將以螺旋形式漸漸移離此點,最終與極限環(huán)相合。下圖表明濃度將怎樣隨時間發(fā)生振蕩,這種振蕩若其振幅較大,在設備實際運轉時將是不允許的。

       在燃燒動力學中,亦已觀察到類似的周期性過程,弗蘭克-加米涅茨基(Frank-Kame-netskii)已對此作了簡單的理論描述。在空氣與乙醚進行氧化反應的情況下,進行實驗研究,證實這種振蕩反應是可能的;這個研究還能顯現(xiàn)出“冷焰”現(xiàn)象。有人裝配了一臺連續(xù)攪拌釜式反應器,在其中進行如圖55所示的那種振蕩反應,而且此反應可以無止境地繼續(xù)下去。然而,可以這么說,像上述這種有約束的振蕩,在反應器設計中是不常見的,而那種非振蕩型的不穩(wěn)定性,從設計者來說則是危害更大,因此必須設法解決。

 


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