«ОСНОВНАЯ ПРИЧИНА НЕУСТОЙЧИВОСТИ СТАЦИОНАРНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ РЕАКТОРА» ГР. 1171-71 ХАСАНОВ Р.М. КАЗАНЬ – 2021 Г. Введение Ни один реактор не работает в строго стационарном режиме. Небольшие колебания состава исходных реагентов, температуры, давления, скорости потоков и другие возмущения могут вывести процесс из стационарного состояния. Стационарный режим работы реактора устойчив, если в результате работы реактора устраняются причины, вызывающие возникшее в некоторый момент времени малое возмущение параметра химического процесса (концентрации, температуры, давления и т. д.) и исходный стационарный режим работы восстанавливается. dC/dτ = 0, dT/dτ = 0, dР/dτ = 0 При неустойчивом состоянии отклонение какого-либо параметра технологического процесса от его первоначального значения (температуры, концентрации, давления и др.) приводит к отклонению от стационарного состояния в реакторе. Отклонение увеличивается во времени, режим реактора не возвращается в исходное состояние после снятия возмущения. Причина неустойчивости Единственной причиной неустойчивости химических процессов является температурная неустойчивость, то есть самоускорение или самозамедление реакции под воздействием изменения собственного теплового эффекта. Причина заключается в различной зависимости скорости тепловыделения и скорости теплоотвода. При любом изменении технологического параметра происходит изменение скорости химической реакции, а значит, меняется скорость выделения или поглощения тепла. Скорость же теплоотвода или теплоподвода остается постоянной. Нарушается баланс между приходом и расходом тепла в реакторе (тепловой баланс). Следствием этого является нарушение стационарности процесса в проточном реакторе. Если произведенное нарушение режима приводит к увеличению разницы между приходом и расходом тепла, система уже не может вернуться в исходное стационарное состояние. Причина неустойчивости Условия стационарности Условия стационарности находят при совместном решении уравнений материального и теплового балансов. Решение уравнений заключается в определении параметров процесса, при которых соблюдается равенство между приходом и расходом тепла при оптимальных показателях технологического процесса. Для этой цели часто используют графический метод. Чтобы воспользоваться этим методом для РИВ-Н необходимо дифференциальные уравнения теплового и материального балансов, составленные для элементарного объема, проинтегрировать в пределах изменения параметров, что в большинстве случаев, представляет значительную трудность. Для РИС-Н материальный и тепловой балансы составляются в виде простых, легко решаемых уравнений. Для этого применяют графический метод определения условий стационарности режима реактора. Он заключается в совместном графическом решении уравнений материального и теплового балансов реактора с целью нахождения параметров его работы, при которых соблюдается равенство между приходом и расходом тепла при оптимальных показателях технологического процесса.
