6.2. Анализ устойчивости режима в реакторе с помощью критерия Сильвестра
Согласно второму методу Ляпунова знак производной второй вариации энтропии
определяет устойчивость стационарных состояний систем, удалённых от равновесия: если эта величина положительна,
то стационарное состояние системы устойчиво, если - отрицательна, то - неустойчиво. В то же время производная
второй вариации энтропии системы является квадратичной формой, что позволяет исследовать её знак с помощью
критерия Сильвестра.
Критерий Сильвестра. Для того, чтобы квадратичная форма
была положительно определена, необходимо и достаточно, чтобы все главные диагональные миноры матрицы квадратичной
формы были строго положительны:
Если же знаки главных диагональных миноров матрицы квадратичной формы чередуются, причём первый из них отрицателен
то данная квадратичная форма является отрицательно определённой.
С помощью критерия Сильвестра определим, при каких условиях квадратичная форма
(6.8) является положительно определённой. Составим для неё матрицу квадратичной формы и определим главные
диагональные миноры этой матрицы:
Первое условие выполняется автоматически. Из второго условия получаем:
Таким образом, гарантировать положительный знак производной термодинамической функции Ляпунова
для рассматриваемого реакционного процесса (т.е. его устойчивость) можно только при выполнении данного
соотношения между скоростями его стадий.
|