第2章 化工过程中的多稳态现象

2.1 引言

化工过程是复杂的物理化学过程，在新物质生成的同时伴随有能量的吸收与释放。描述化学反应系统的方程组具有很强的非线性[1],[2]，这类非线性问题一般具有多个稳态解[3～7]。稳态解是指使系统处于稳态的操作点对应的数值，通常有多个，稳态解不随时间的发展而变化。从数学上来看，稳态解就是非线性方程组存在的多个解。对于化工过程，稳态操作是生产中关注的，因此，求解系统的稳态解的分布情况对于深入理解化工反应系统有重要意义。

在实际生产中，反应器的操作条件会受到人为操作、不确定因素的影响而不断发生改变。在不同的操作条件参数下，系统对应的稳态解也不相同。因此，求解系统随着操作条件参数变化时的稳态解是具有实际意义的。

本章首先介绍求解非线性方程组解的主要方法，在此基础上，以理想连续搅拌全混釜串联反应过程为研究对象，计算得到该系统在操作参数空间内的多稳态解空间曲面，之后分析甲苯氧化过程中系统的多稳态解的特性。