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水熱合成反應(yīng)釜作為被控對(duì)象具時(shí)滯性，時(shí)變性及非線性

來(lái)源：上海盟昆儀器設(shè)備有限公司 2018年03月27日 11:58

　　水熱合成反應(yīng)釜是綜合反應(yīng)容器，根據(jù)反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)功能及配置附件的設(shè)計(jì)。從開(kāi)始的進(jìn)料-反應(yīng)-出料均能夠以較高的自動(dòng)化程度完成預(yù)先設(shè)定好的反應(yīng)步驟，對(duì)反應(yīng)過(guò)程中的溫度、壓力、力學(xué)控制（攪拌、鼓風(fēng)等）、反應(yīng)物/產(chǎn)物濃度等重要參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的調(diào)控。其結(jié)構(gòu)一般由釜體、傳動(dòng)裝置、攪拌裝置、加熱裝置、冷卻裝置、密封裝置組成。

　　水熱合成反應(yīng)釜同時(shí)也是一種能分解難溶物質(zhì)的密閉容器?？捎糜谠游展庾V及等離子發(fā)射等分析中的溶樣預(yù)處理，可用于小劑量的合成反應(yīng)，還可利用罐體內(nèi)強(qiáng)酸或強(qiáng)堿且高溫高壓密閉的環(huán)境來(lái)達(dá)到快速消解難溶物質(zhì)的目的。

　　水熱合成反應(yīng)釜內(nèi)的工作溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)有極大的影響。在分析對(duì)象的特性時(shí)，為了便于分析作了許多的簡(jiǎn)化和假設(shè)，如：忽略了熱交換中的能量損失、忽略了反應(yīng)過(guò)程中許多復(fù)雜的化學(xué)現(xiàn)象和不確定因素、對(duì)方程進(jìn)行了近似的處理等等。事實(shí)上作為被控對(duì)象的反應(yīng)釜工作溫度與一般的工業(yè)對(duì)象對(duì)比，主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

　　1.時(shí)滯性：在反應(yīng)過(guò)程中伴有很強(qiáng)的熱效應(yīng)，導(dǎo)致水熱反應(yīng)釜內(nèi)溫度急劇升高，此后在夾套中通以液態(tài)氮帶走多余的熱量，以使釜內(nèi)溫度降低。但由于反應(yīng)釜內(nèi)與外界熱交換主要依靠反應(yīng)釜的間壁進(jìn)行熱傳導(dǎo)，內(nèi)壁對(duì)整個(gè)釜內(nèi)加熱也需要一定的時(shí)間，所以導(dǎo)致系統(tǒng)表現(xiàn)出很大的時(shí)滯效應(yīng)。

　　2.時(shí)變性：水熱反應(yīng)釜內(nèi)的溫控特性主要取決于釜內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的激烈程度，而整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程從起始升溫、中間恒溫到zui后降溫，對(duì)象具有明顯的時(shí)變性。并且，就某一個(gè)具體的階段而言，由于化學(xué)反應(yīng)的速度不穩(wěn)定，導(dǎo)致過(guò)程的增益、慣性時(shí)間和純滯后也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。

　　3.非線性：對(duì)于一個(gè)溫度過(guò)程系統(tǒng)，都并存在傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射三種形式的傳熱，只是在不同的階段各種傳熱形式所占的比例不同。事實(shí)上，只有一維導(dǎo)熱可以看作是線性的，輻射熱量是問(wèn)題的四次方函數(shù)，對(duì)流傳熱受多種因素的影響，一般也是非線性的。在整個(gè)溫區(qū)內(nèi)，被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)參數(shù)隨著溫度的變化而變化，在工作點(diǎn)附近的小溫度范圍內(nèi)，其動(dòng)態(tài)特性可以看成近似線性的。針對(duì)被控對(duì)象的上述特點(diǎn)，應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)的魯棒性和快速性的要求，提高溫度測(cè)量的精度和測(cè)量穩(wěn)定性。

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