稳定态
化学工程中的基本概念
稳定态(stable state)是指不论有无外界影响,系统的状态参数不随时间而变化的状态。
含义
稳定态(steadystate),又称稳态,定常态,是化学工程中的一个重要基本概念,贯穿于化学工程课程的始终。任何一个过程,无论是物理过程还是化学过程,都有稳定态与非稳定态之分。一般说来,非稳定过程比稳定过程更复杂多变,是客观世界中普遍而常见的现象。
任何事物,任何过程,都发生在空间,时间这个广裹的四维空间之中。该过程的表征量(各种物理、化学参数)均是空间、时间的函数,可写成 ,其中 是三维空间坐标值, 是时间,即在不同空间位置,不同的时间,过程表征量有不同的取值。各种过程有各自的表征量,如流动中的流速u,压强p,传热中的温度T,传质中的浓度c,分压p,反应过程中的转化率 、浓度 等。所谓稳定态,是指过程发生的空间某一固定位置上( 一定)表征量的取值,不随时间而变,保持一恒定值。数学描述为:
反之,该点表征量的取值,若随时间而变,称为非稳态,描述为:
以上二式即为稳定态与非稳态的判据。
判断稳定态的注意事项
(1)稳定态不要求某参数的取值不随空间位置而变,即允许它在不同的空间位置上可有不同的取值。
(2)稳定态谈及某一固定位置是任选的,即要求在研究范围内的每一空间位置,都要满足。
(3)稳定态是对待定过程而言的。设想这样的例子,在连续流动的水管外某处间歇对其加热。该处水流速恒定,而水温T上升,这是稳定流动,却不是稳定传热。不过,常见的稳定态,可认为适用多种过程。
(4)世上没有绝对的稳定态,即不可能表征量的取值永远不随时间而改变,故只要在足够长的时间范围内,符合稳定条件,就可称为稳定。例如工厂连续正常生产时是稳定的,但不能包括开车、停工期间。
稳定态在不同领域中的含义
环境水化学
在环境水化学中,稳定态是指水体金属溶解态中没有电活性这一类的化学形态。其中有有机的和无机的洛合态与胶体态,它与不稳定态金属构成了整个溶解态。通常用阳极溶出法测定不稳定态金属的含量,再从溶解态金属总含量中减去它,即为稳定态金属的含量,故为间接的方法。
动力学
动力学中稳态是指反应速率不随时间而变化的状态。
传输原理
传输原理中稳态是指控制体中无物质能量的增降的状态。
参考资料
最新修订时间:2025-04-16 17:16
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概述
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