Странные аттракторы
       3. Колебания в режиме странного аттрактора в реакторе с рециклом в процессе получения фосфорной кислоты мокрым способом

     3.4. Результаты расчёта второй технологической схемы

     При расчёте процесса разложения апатита по второй технологической схеме получили, что фазовый портрет системы содержит странный аттрактор, напоминающий аттрактор Лоренца. Проекция фазового портрета системы на плоскость концентраций CaO и схематически представлена на рисунке. Видно, что фазовая траектория аттрактора имеет два неустойчивых предельных цикла. Фазовые траектории, начинающиеся справа, накручиваются на правый предельный цикл; через некоторое время они сдвигаются влево и начинают накручиваться на левый предельный цикл; затем вновь происходит сдвиг вправо, и траектории снова накручивается на правый предельный цикл и т. д. Наличие рецикла приводит к наложению на собственные автоколебания системы за счёт обратной связи между механизмами разложения апатита и кристаллизации дигидрата сульфата кальция ещё и колебаний, связанных с наличием цикла в экстракторе. Когда система, пройдя левый предельный цикл, стремится к устойчивому положению - отрицательному режиму по , - рецикл даёт повышение концентрации , что заставляет систему двигаться вправо, накручиваясь на правый предельный цикл. Затем система, проходя через правый предельный цикл, за счёт образования плёнки стремится ко второму устойчивому состоянию - повышению концентрации и понижению концентрации CaO, но рецикл приводит к понижению концентрации , и фазовая траектория сдвигается влево.
     Было рассчитано, что странный аттрактор наблюдается при времени цикла в интервале 30-60 мин. При этом увеличение рецикла (время цикла менее 30 мин) приводит к уменьшению расстояния между предельными циклами, а уменьшение рецикла (время цикла более 60 мин) приводит к увеличению этого расстояния. Увеличение или уменьшение рецикла больше заданного предела приводит к потере устойчивости странного аттрактора, трансформируя его в неустойчивый предельный цикл. Следовательно, организуя процесс извлечения ЭФК по второй технологической схеме, необходимо задать рецикл таким образом, чтобы время одного прохода суспензии через экстрактор находилось в интервале 30-60 минут; система управления процессом должна быть такова, чтобы контроль и регулировка параметров осуществлялись в течение 1 ч.
     Были проведены эксперименты в промышленном десятисекционном экстракторе по второй технологической схеме. В результате эксперимента обнаружены автоколебания с периодом 8 мин, что хорошо согласуется с прогнозом по математической модели, согласно которой период равен 6 мин. Колебания наблюдались в интервале концентраций 28-47 г/л; ниже 28 г/л наблюдался уход в течение 1 ч в область малых концентраций; выше 47 г/л наблюдался уход режима в сторону резкого возрастания концентрации , что хорошо согласуется с предсказаниями математической модели процесса разложения апатита и кристаллизации сульфата кальция.