Nestabilní systémy

Průtočný chemický reaktor

Podrobnosti

Aktualizováno 24. 10. 2013 8:51

Zveřejněno 22. 5. 2012 19:28

Napsal Jaroslav Kolařík

Zobrazeno: 2667

Popis systému

Tento proces představuje průtočný chemický reaktor s neideálním promícháváním popsaným Choletteovým modelem. Probíhající proces může být zjednodušeně znázorněn dle následujícího obrázku.

Parametry:

Uvedené parametry jsou detailně popsány u matematického modelu níže.

n = m = 0,75; V = 1 l; k1 = 10 s-1; k2 = 10 l/mol; q = 0,033 l/s

Nominální pracovní bod (použit pro linearizaci):

cf = 6,484 mol/l; ce = 1,8mol/l; c = 0,2387 mol/l

Matematický model

Zjednodušený matematický model dynamiky uvedeného procesu může být popsán následujícími rovnicemi (Liou & Chien, 1991; Padma Sree & Chidambaram, 2006:

kde C(t) označuje koncentraci reaktantu v dobře míchané zóně, ce(t) koncentraci reaktantu na výstupu (regulovaná veličina) a cf(t) je koncentrace na vstupu (akční, řídicí veličina). Dále n je část reaktantu vstupujícího do zóny ideálního promíchávání a m je část celkového objemu reaktoru V, kde probíhá reakce. Konstanty k₁ a k₂ popisují reakční rychlost a q označuje vstupní průtok.

Linearizací daného nelineárního modelu okolo výše uvedeného nominálního pracovního bodu získáme následující přenosovou funkci::

Simulační soubory

 Stažení souboru je možné pouze pro přihlášené uživatele.

Zdroje informací

LIOU, Ching-Tien; CHIEN, Yu-Shu. The effect of nonideal mixing on input multiplicity in a CSTR. Chem. Eng. Sci., vol. 46, no. 8, pp. 2113-2116, 1991.

PADMA SREE, R., CHIDAMBARAM, M. Control of Unstable Systems. Oxford: Alpha Science, 2006, 297 p. ISBN 1-84265-287-7.