19-маъруза. Кимёвий реакторлардаги жараённи ростлаш Маъруза режаси: Реакторларнинг структура схемаси

ёки (2)

бу ерда: с – реакторнинг чиқишидаги реакцион қоришманинг концентрацияси; с₀ - реагентнинг киришидаги концентрацияси; V – реакторнинг ҳажми; G – реагент узатишнинг ҳажмий тезлиги; r – кимёвий реакциянинг тезлиги; Т_кор – реакторда қоришманинг қотиш вақти; t^* – вақт.

Иссиқлик балансининг тенгламасини қуйидагича ёзиш мумкин;

, (3)

ёки (4)

бу ерда: с_Р – реакцион қоришманинг солиштирма иссиқлик сиғими;  – реакцион қоришманинг зичлиги;  – реактордаги реакцион қоришманинг ҳарорати; ₀ – реакторнинг киришидаги қоришманинг ҳарорати; (–H) – кимёвий реакциянинг иссиқлик самараси;  – иссиқлик узатиш коэффициенти; F – иссиқлик алмашинишнинг юзаси; _сов – қоришмани совутиш ҳарорати.

Кимёвий реакциянинг тезлиги r, Аррениус қонунига биноан реагентнинг концентрацияси, реакция кетма-кетлиги ва жараённинг ҳароратига боғлиқ. Кўрилаётган реакциянинг биринчи тартибли ҳолати учун биз қуйидагиларга эгамиз:

, (5)

бу ерда: k – кимёвий реакция тезлигининг константаси; Е – активланиш энергияси; R – универсал газ доимийси.

(3) ва (4) тенгламалар реакторнинг узлуксиз ҳолатини ифодалайди. Даврий реактордаги қоришманинг сарфи G=0, ва математик модели қуйидаги кўринишга эга:

(6)

. (7)

Адиабатик режимда ишловчи узлуксиз реактор учун математик модель қуйидаги кўринишга эга.

(8)

(9)

Изотермик режимда (d/dt = 0), ишловчи реактор учун математик модель ўзида моддий баланс тенгламасини намоён этади (1).

Келтирилган моделлар реакторнинг ўтиш режимларини тасвирлайди. Бу ҳолатда концентрациянинг ўзгариш тезлиги ва реактордаги ҳарорат нолга тенг. Бу ифода реакторнинг стационар ҳолатини аниқлаш учун ишлатилади. Моделнинг тенгламаси ночизиқ бўлганлиги учун реакторнинг статик модели орқали унинг координаталарини аниқлаш мумкин эмас. Шунинг учун кўпгина ҳолларда стационар ҳолатни аниқлаш учун график усуллардан ёки ЭҲМда ҳисоблашлардан фойдаланилади.

Узлуксиз кимёвий реакторларни бошқаришда ҳосил бўладиган масалалардан бири реактордаги берилган ҳарорат ва концентрацияни барқарор ушлаб туришдан иборатдир. Бу масалани ростлаш қонунига пропорционал ҳолатига нисбатан кўриб чиқамиз. Автоматик ростлаш тизимларини қуриш усулларига сабаб бўладиган ростлагични улашни 8 та вариантлари мавжуд.