题目
全混流反应器中最多有()个稳定的定常态操作点
全混流反应器中最多有()个稳定的定常态操作点
题目解答
答案
2
解析
考查要点:本题主要考查全混流反应器(CSTR)中定常态操作点的稳定性分析,涉及非线性动力学及多解现象。
解题核心思路:
- 定常态指反应器进出物料的量相等,达到稳态。
- 稳定操作点需满足:当系统受扰动后,能通过自身调节返回原状态。
- 关键点在于反应速率方程的非线性特性(如放热反应的温度影响),可能导致多个稳态解。
- 通过操作线与反应速率曲线的交点分析,判断稳定点数量。通常存在三个交点(两个稳定,一个不稳定),因此最多有2个稳定点。
反应动力学与稳态分析
- 非线性动力学:放热反应中,温度升高会先加快反应速率,达到峰值后减慢,导致反应速率曲线呈“单峰”非线性。
- 操作线与速率曲线交点:
- 绘制反应速率与转化率(或温度)的关系曲线。
- 若曲线与操作线(如物料平衡线)有三个交点,则对应三个稳态解。
- 稳定性判断:
- 两侧交点(低转化率和高转化率)为稳定点,系统能返回该点。
- 中间交点为不稳定点,系统会偏离。
结论
全混流反应器中,最多存在2个稳定的定常态操作点。