3.2. Анализ модели процесса кристаллизации
Рассмотрим процесс кристаллизации в реакторе, в котором с постоянной скоростью b происходит отбор
зародышей и с постоянной скоростью
происходит пополнение крупными частицами. Пусть в реакторе происходит растворение мелких частиц
и кристаллизация крупных, а также пусть зародышеобразование происходит по вторичному механизму.
Математическая модель такой системы имеет вид:
где - нулевой момент функции распределения кристаллов по размерам, характеризующий
общее количество частиц в единице объёма реактора; - первый момент функции распределения,
характеризующий суммарный линейный размер кристаллов; k - константа скорости образования зародышей;
- скорость образования зародышей; b - скорость отбора зародышей;
- скорость пополнения крупными частицами;
- скорость роста кристаллов;
- скорость растворения кристаллов;
- суммарный линейный размер поступающих частиц.
Средний размер кристалла в кристаллизаторе определяется соотношением:
Нас интересует, как будет вести себя средний размер кристалла с течением времени.
Определим стационарное состояние в реакторе:
Очевидно, что стационарное состояние существует только при выполнении условий:
Получим характеристическое уравнение:
Определим его корни:
Как видно, корни чисто мнимые, т.е. стационарное состояние является центром.
Следовательно, в такой системе размер кристалла будет колебаться вокруг среднего значения с постоянными периодом и
амплитудой в течение длительного времени.
|