Математическая модель процесса получения ацетилена. Предложена гомеостатическая модель процесса получения ацетилена

Предложена гомеостатическая модель процесса получения ацетилена. На основе модели получена зависимость между расходом воды и температурой. Исследована устойчивость стационарного состояния. Для данного процесса получены дифференциальные уравнения материального и теплового баланса:

C - концентрация, C₀ - начальная концентрация, T- температура в генераторе, T₀- начальная температура воды, W₁ - скорость реакции, W₂ - скорость превращения воды в пар, H₁ - тепловой эффект реакции, H₂ - теплота парообразования, V - объем реакционной смеси, c - теплоемкость, p - плотность, q - объемная скорость подачи или отвода вещества, t - время. Индекс 1 относится к воде, которая расходуется на реакцию, индекс 2 - к воде, которая превращается в пар, индекс 3 - к ацетилену, индекс 4 - к гидрату окиси кальция.

В литературе по математическому моделированию химических процессов нет уравнений, аналогичных второму уравнению системы (3), т.к. вода, которая превращается в пар, в реакцию не вступает, а переходит в другое агрегатное состояние.

Зависимость между расходом воды и температурой, полученная на основе математической модели, согласуется с экспериментальными данными.

Наличие асимптотической устойчивости, с нашей точки зрения, подтверждает гомеостаз этой системы, объясняющийся наличием ресурса управления, когда отклонения по качеству карбида или по его количеству компенсируются избытком воды, который в стационарном состоянии идет на увлажнение гидрата окиси кальция.