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化學(xué)反應(yīng)器的極限環(huán)和振蕩反應(yīng)


實(shí)驗(yàn)室k / 2019-02-18

       談及導(dǎo)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(shí)間的增長或者是如前面所述的單調(diào)的,或者是具有振蕩的形式。對單調(diào)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(gè)十分重要的問題,文獻(xiàn)中已對此作了詳盡的探討。圖54表明了可能會(huì)出現(xiàn)的情況;在組成一溫度圖中,被“極限環(huán)”劃分為兩個(gè)區(qū)域,任何反應(yīng)器在極限環(huán)以外的條件下開車時(shí),將移向極限環(huán)。S點(diǎn)是一個(gè)不穩(wěn)定的平衡點(diǎn),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(diǎn),最終與極限環(huán)相合。下圖表明濃度將怎樣隨時(shí)間發(fā)生振蕩,這種振蕩若其振幅較大,在設(shè)備實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將是不允許的。

       在燃燒動(dòng)力學(xué)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(jìn)行氧化反應(yīng)的情況下,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,證實(shí)這種振蕩反應(yīng)是可能的;這個(gè)研究還能顯現(xiàn)出“冷焰”現(xiàn)象。有人裝配了一臺(tái)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器,在其中進(jìn)行如圖55所示的那種振蕩反應(yīng),而且此反應(yīng)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(yīng)器設(shè)計(jì)中是不常見的,而那種非振蕩型的不穩(wěn)定性,從設(shè)計(jì)者來說則是危害更大,因此必須設(shè)法解決。

 


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