2.6. Колебательный режим: причины возникновения колебаний
При скоростях подачи раствора гидрофосфита натрия,
больших бифуркационного значения = 1,44 л/ч, наблюдается возникновение колебаний концентрации
кристаллизующегося вещества и числа кластеров в растворе.
Причинами возникновения осцилляций концентрации являются увеличение пересыщения за счёт увеличения скорости
реакции (в результате
увеличения скорости подачи исходного реагента) и конкурентная борьба между источником пересыщения в
ходе химической реакции и стоком пересыщения за счёт образования кластеров. Как видно из соотношения
(14.18), параметр уравнения (14.16)
зависит от величин, определяющих как скорость химической реакции,
так и скорость образования кластеров. Причинами возникновения осцилляций числа кластеров в растворе являются
увеличение движущей силы образования кластеров (за счёт роста скорости реакции) и конкурентная борьба между источником образования кластеров и расходованием кластеров на образование зародышей и рост кристаллов.
Как видно из соотношения (14.19), параметр уравнения (14.17)
зависит от величин, определяющих как скорости процессов расходования кластеров
(на образование зародышей и рост кристаллов), так и скорость образования кластеров в ходе химической реакции.
Таким образом, уравнения (14.16), (14.17)
представляют собой систему двух взаимосвязанных осцилляторов.
Для скоростей подачи реагента, больших, чем ,
функция плотности распределения кристаллов по количеству входящих в них кластеров может быть двух видов
(см. рисунок): унимодальная (с наиболее вероятным размером кристаллов, содержащим около 50 кластеров)
или бимодальная (так как за счёт увеличения скорости подачи реагента наблюдается значительное образование
мельчайших кристаллов наряду с кристаллами с уже развитой кристаллической поверхностью).
|