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實驗室高壓反應(yīng)器工作溫度與一般的工業(yè)相比有哪些特點
在化工行業(yè)中，實驗室高壓反應(yīng)器是常用的一種反應(yīng)容器，對反應(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。在實際的生產(chǎn)過程中，當投放生產(chǎn)原料后，先在夾套中通以高壓蒸汽，當加熱到預(yù)定反應(yīng)溫度后就停止加熱，反應(yīng)過程中伴有強烈的熱量產(chǎn)生，需要通以冷卻氣體為平的混合氣體散熱。若反應(yīng)溫度沒有得到有效的控制，釜內(nèi)溫度進一步上升，會使產(chǎn)品報廢甚引起反應(yīng)釜爆炸。另一方面由于反應(yīng)釜是一個空間有限的容體，在原料投入和取出時，要對進料閥和出料閥的開度和開閉時間進行拄制。同時當實驗室高壓反應(yīng)器內(nèi)原料達到一定液位時，應(yīng)停止原料的投入。在生產(chǎn)的過程中，為使釜內(nèi)原料和溫度均勻，通常需用攪拌機進行攪拌。
實驗室高壓反應(yīng)器內(nèi)的工作溫度對化學反應(yīng)有極大的影響。在分析對象的特性時，為了便于分析作了許多的簡化和假設(shè)，如：忽略了熱交換中的能量損失、忽略了反應(yīng)過程中許多復(fù)雜的化學現(xiàn)象和不確定因素、對方程進行了近似的處理等等。事實上作為被控對象的實驗室高壓反應(yīng)器工作溫度與一般的工業(yè)對象對比，主要有以下幾個方面的特點：
1.時滯性：在反應(yīng)過程中伴有很強的熱效應(yīng)，導致實驗室高壓反應(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)釜的間壁進行熱傳導，內(nèi)壁對整個釜內(nèi)加熱也需要一定的時間，所以導致系統(tǒng)表現(xiàn)出很大的時滯效應(yīng)。
2.時變性：實驗室高壓反應(yīng)器內(nèi)的溫控特性主要取決于釜內(nèi)化學反應(yīng)的激烈程度，而整個生產(chǎn)過程從起始升溫、中間恒溫到后降溫，對象具有明顯的時變性。并且，就某一個具體的階段而言，由于化學反應(yīng)的速度不穩(wěn)定，導致過程的增益、慣性時間和純滯后也會發(fā)生相應(yīng)的變化。
3.非線性：對于一個溫度過程系統(tǒng)，都并存在傳導、對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。事實上，只有一維導熱可以看作是線性的，輻射熱量是問題的四次方函數(shù)，對流傳熱受多種因素的影響，一般也是非線性的。在整個溫區(qū)內(nèi)，被控對象的動態(tài)參數(shù)隨著溫度的變化而變化，在工作點附近的小溫度范圍內(nèi)，其動態(tài)特性可以看成近似線性的。針對被控對象的上述特點，應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)的魯棒性和快速性的要求，提高溫度測量的精度和測量穩(wěn)定性。終設(shè)計和開發(fā)出可靠性、穩(wěn)定性好，系統(tǒng)的性價比高的控制器。