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實(shí)驗(yàn)室高壓反應(yīng)器工作溫度與一般的工業(yè)相比有哪些特點(diǎn)
在化工行業(yè)中，實(shí)驗(yàn)室高壓反應(yīng)器是常用的一種反應(yīng)容器，對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)溫度、壓力和液位的控制，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全的關(guān)鍵。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)投放生產(chǎn)原料后，先在夾套中通以高壓蒸汽，當(dāng)加熱到預(yù)定反應(yīng)溫度后就停止加熱，反應(yīng)過(guò)程中伴有強(qiáng)烈的熱量產(chǎn)生，需要通以冷卻氣體為平的混合氣體散熱。若反應(yīng)溫度沒(méi)有得到有效的控制，釜內(nèi)溫度進(jìn)一步上升，會(huì)使產(chǎn)品報(bào)廢甚引起反應(yīng)釜爆炸。另一方面由于反應(yīng)釜是一個(gè)空間有限的容體，在原料投入和取出時(shí)，要對(duì)進(jìn)料閥和出料閥的開(kāi)度和開(kāi)閉時(shí)間進(jìn)行拄制。同時(shí)當(dāng)實(shí)驗(yàn)室高壓反應(yīng)器內(nèi)原料達(dá)到一定液位時(shí)，應(yīng)停止原料的投入。在生產(chǎn)的過(guò)程中，為使釜內(nèi)原料和溫度均勻，通常需用攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。
實(shí)驗(yàn)室高壓反應(yīng)器內(nèi)的工作溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)有極大的影響。在分析對(duì)象的特性時(shí)，為了便于分析作了許多的簡(jiǎn)化和假設(shè)，如：忽略了熱交換中的能量損失、忽略了反應(yīng)過(guò)程中許多復(fù)雜的化學(xué)現(xiàn)象和不確定因素、對(duì)方程進(jìn)行了近似的處理等等。事實(shí)上作為被控對(duì)象的實(shí)驗(yàn)室高壓反應(yīng)器工作溫度與一般的工業(yè)對(duì)象對(duì)比，主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：
1.時(shí)滯性：在反應(yīng)過(guò)程中伴有很強(qiáng)的熱效應(yīng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室高壓反應(yīng)器內(nèi)溫度急劇升高，此后在夾套中通以液態(tài)氮帶走多余的熱量，以使釜內(nèi)溫度降低。但由于反應(yīng)釜內(nèi)與外界熱交換主要依靠反應(yīng)釜的間壁進(jìn)行熱傳導(dǎo)，內(nèi)壁對(duì)整個(gè)釜內(nèi)加熱也需要一定的時(shí)間，所以導(dǎo)致系統(tǒng)表現(xiàn)出很大的時(shí)滯效應(yīng)。
2.時(shí)變性：實(shí)驗(yàn)室高壓反應(yīng)器內(nèi)的溫控特性主要取決于釜內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的激烈程度，而整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程從起始升溫、中間恒溫到后降溫，對(duì)象具有明顯的時(shí)變性。并且，就某一個(gè)具體的階段而言，由于化學(xué)反應(yīng)的速度不穩(wěn)定，導(dǎo)致過(guò)程的增益、慣性時(shí)間和純滯后也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。
3.非線性：對(duì)于一個(gè)溫度過(guò)程系統(tǒng)，都并存在傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射三種形式的傳熱，只是在不同的階段各種傳熱形式所占的比例不同。事實(shí)上，只有一維導(dǎo)熱可以看作是線性的，輻射熱量是問(wèn)題的四次方函數(shù)，對(duì)流傳熱受多種因素的影響，一般也是非線性的。在整個(gè)溫區(qū)內(nèi)，被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)參數(shù)隨著溫度的變化而變化，在工作點(diǎn)附近的小溫度范圍內(nèi)，其動(dòng)態(tài)特性可以看成近似線性的。針對(duì)被控對(duì)象的上述特點(diǎn)，應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)的魯棒性和快速性的要求，提高溫度測(cè)量的精度和測(cè)量穩(wěn)定性。終設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)出可靠性、穩(wěn)定性好，系統(tǒng)的性價(jià)比高的控制器。
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