反应器动态特性
反应器动态特性
dynamic behavior of reactor
又称反应器时变特性，指反应器的状态、性能随时间变化的规律，包括间歇操作反应器的时变特性；连续操作反应器开工、停工的时变特性；反应器由一个定态向另一个定态过渡过程中的时变特性；还有反应器受扰动后的状态、性能随时间的变化以及反应器的振荡现象等。反应器的动态特性对反应器的设计、操作和控制都很重要。
反应器稳定性 这是反应器动态特性研究的一项重要内容，指反应器（或反应器的某一局部）在定态操作时抵抗外界各种瞬时微小扰动（如反应物浓度、温度的变化、冷却介质温度、流量的变化等）的能力。对某些强放热反应，在同一操作条件下，反应器可能存在多个定常操作态，即反应器既可能在低温、低转化率下操作（常称作“熄火”态），也可能在高温、高转化率下操作（常称作“着火”态），还可能在中等温度、中等转化率下操作，这种现象称为多态现象。按反应器受扰动后是否回复原操作态的时变特性，可将上述定常操作态分为稳定的和不稳定的。例如“熄火”态或“着火”态的操作，当扰动消失后，反应器能回复原操作态，这两个操作态是稳定的；若反应器在“熄火”态和“着火”态之间的中间态操作，则扰动消失后不能自动回复到原操作态,也就是反应器要向两个稳定操作态之一过渡,这种操作态是不稳定的，如果不加控制手段，反应器实际上不可能在该点操作。
反应器的振荡操作 指反应器的状态随时间发生周期性变化的操作方式。按振荡发生的原因分为：①反应器的自然振荡。在某特定的反应系统中，在反应器的进口处反应物浓度和温度恒定的条件下，由于反应物系内浓度和温度之间的交互作用，而使反应器的状态和反应器出口处反应产物的浓度和温度发生周期性变化。②反应器的强制振荡。通过周期性的改变反应器进口处反应物的浓度、温度或流量，使反应器的状态发生周期性变化。振荡操作在某些情况下可提高反应的选择率，改善反应器的动态特性，是近年来相当活跃的一个研究领域。
研究方法 通常采用数学模型方法，建立反应器的动态模型。一般建立模型的方法有：①白箱模型。即从过程机理出发，通过物料衡算和热量衡算得到的数学模型；②黑箱模型。不问过程机理，单纯经验地将输入变量与输出变量关联而得到的数学模型。介于两者之间的是灰箱模型。模型参数是通过信号响应法测取的反应器动态响应特性，再经过数据回归而得到的。动态模型对于采用计算机控制的反应器来说，尤为重要。