Методы исследования линейных систем
        

     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.