Моделирование химико-технологических процессов как объектов управле
..pdf12 |
1,5 |
0 |
0 |
0 |
|
373 |
393 |
1,1 |
0,7 |
1,5 |
0,5 |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
1,5 |
0 |
0 |
0 |
|
360 |
370 |
1,1 |
0,3 |
1,1 |
1,4 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
1,2 |
0 |
0 |
0 |
|
373 |
393 |
0,7 |
1,5 |
0,5 |
0,6 |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
1,4 |
0 |
0 |
0 |
|
360 |
370 |
0,3 |
1,1 |
1,4 |
0,4 |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 4.1 |
||
|
|
|
|
|
|
||||||||
№ |
|
Сi0, кмоль/м3 |
Т1, |
Т2, |
KТ1i, 1/с (при Т1) |
KТ2i, 1/с |
|||||||
С10 |
С20 |
С30 |
С40 |
С50 |
К |
К |
K1 |
K2 |
K3 |
K4 |
K5 |
(при Т2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
1,8 |
0 |
0 |
0 |
|
373 |
393 |
0,5 |
0,7 |
0,7 |
1,5 |
0,3 |
Для всех |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вариантов |
17 |
1,2 |
0 |
0 |
0 |
|
360 |
370 |
0,7 |
1,5 |
0,3 |
1,1 |
0,3 |
|
|
принять |
||||||||||||
18 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
373 |
393 |
0,3 |
1,1 |
0,5 |
0,7 |
– |
KТ2i = 2KТ1i |
19 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
360 |
370 |
0,3 |
1,1 |
1,4 |
0,4 |
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
1,2 |
0 |
0 |
0 |
|
373 |
393 |
0,5 |
0,7 |
1,5 |
0,5 |
1,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
360 |
370 |
0,8 |
0,3 |
1,1 |
1,4 |
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
373 |
393 |
1,1 |
0,5 |
0,7 |
0,4 |
1,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23 |
1,5 |
0 |
0 |
0 |
|
373 |
393 |
0,7 |
1,1 |
0,6 |
0,6 |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
1,2 |
0 |
0 |
0 |
|
360 |
370 |
0,5 |
0,7 |
1,5 |
1,4 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
1,6 |
0 |
0 |
0 |
|
373 |
393 |
0,7 |
0,6 |
1,1 |
0,6 |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26 |
1,8 |
0 |
0 |
0 |
|
360 |
370 |
0,3 |
1,5 |
0,7 |
0,7 |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
373 |
393 |
0,6 |
1,1 |
1,4 |
0,4 |
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
360 |
370 |
0,7 |
1,5 |
0,5 |
0,6 |
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
29 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
373 |
393 |
0,4 |
0,6 |
0,5 |
1,1 |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
360 |
370 |
1,5 |
1,5 |
0,3 |
0,7 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
31 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
373 |
393 |
1,1 |
1,1 |
0,3 |
0,5 |
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
360 |
370 |
0,7 |
0,7 |
0,4 |
1,4 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
41
33 |
1,5 |
0 |
0 |
0 |
|
373 |
393 |
1,5 |
0,5 |
0,6 |
0,6 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.2
Схемы превращения
Варианты |
1→ |
2 |
№ 1, 12, 23 |
2→ |
3 |
|
2→ |
4 |
|
4→ |
1 |
Варианты |
1→ |
2 |
№ 2, 13, 24 |
1→ |
3 |
|
2→ |
4 |
|
3→ |
4 |
|
4→ |
1 |
Варианты |
1→ |
2 |
№ 3, 14, 25 |
2→ |
3 |
|
2→ |
4 |
|
3→ |
1 |
|
|
|
Варианты |
1→ |
3 |
№ 4, 15, 26 |
2→ |
1 |
|
3→ |
2 |
|
3→ |
4 |
|
|
|
Варианты |
1→ |
2 |
№ 5, 16, 27 |
2→ |
3 |
|
3→ |
4 |
|
2→ |
4 |
|
4→ |
1 |
Варианты |
1→ |
2 |
№ 7, 18, 29 |
2→ |
3 |
|
2→ |
4 |
|
2→ |
1 |
Варианты |
1→ |
2 |
№ 8, 19, 30 |
2→ |
3 |
|
2→ |
4 |
|
3→ |
4 |
|
3→ |
1 |
Варианты |
1→ |
2 |
№ 9, 20, 31 |
1→ |
3 |
|
3→ |
4 |
|
4→ |
2 |
|
4→ |
1 |
Варианты |
1→ |
2 |
№ 10, 21, 32 |
2→ |
3 |
|
3→ |
4 |
|
4→ |
3 |
|
3→ |
2 |
Варианты |
1→ |
2 |
№ 11, 22, 33 |
3→ |
2 |
|
3→ |
4 |
|
2→ |
1 |
|
1→ |
4 |
42
Варианты |
1→ |
2 |
№ 6, 17, 28 |
2→ |
3 |
|
3→ |
4 |
|
4→ |
3 |
|
3→ |
1 |
43
|
|
|
|
|
Исходные данные для моделирования (2) |
|
|
|
|
Таблица 4.3 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
Для всех вариантов: ρ х = 1000 кг/м3; срх(у) = 1400 Дж/(кг·К); υ |
= 0,5 м3/мин |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
№ |
ср(у), |
|
ρ см , |
KТ, |
|
|
Тепловой эффект, –∆ H, Дж/моль |
|
|
F, м |
2 |
V, м |
3 |
T0, К |
Тх0, К |
|||||||||
|
Дж/(кг·К) |
кг/м3 |
Вт/(м2·К) |
– |
∆ |
H1 |
– |
∆ |
H2 |
– |
∆ |
H3 |
|
∆ |
– |
∆ |
H5 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– H4 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
|
7 |
|
8 |
|
|
9 |
10 |
|
11 |
|
12 |
13 |
|
1 |
2000 |
|
1200 |
800 |
10 000 |
20 000 |
–15 000 |
15 000 |
|
|
|
10 |
|
1,0 |
|
320 |
290 |
|||||||
|
2 |
1800 |
|
1300 |
550 |
12 000 |
22 000 |
25 000 |
–10 000 |
28 000 |
5 |
|
1,5 |
|
325 |
295 |
|||||||||
|
3 |
2100 |
|
1100 |
300 |
12 000 |
10 000 |
–22 000 |
10 000 |
|
|
|
8 |
|
2,0 |
|
310 |
280 |
|||||||
|
4 |
2000 |
|
1300 |
200 |
12 000 |
10 000 |
10 000 |
20 000 |
|
|
|
7 |
|
1,1 |
|
300 |
275 |
|||||||
43 |
5 |
2000 |
|
1300 |
150 |
10 000 |
28 000 |
–10 000 |
15 000 |
–12 000 |
9 |
|
2,0 |
|
310 |
280 |
|||||||||
6 |
2000 |
|
1200 |
250 |
–20 000 |
10 000 |
10 000 |
∆ |
H3 |
12 000 |
5 |
|
2,2 |
|
320 |
290 |
|||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
7 |
1800 |
|
1300 |
275 |
20 000 |
20 000 |
28 000 |
∆ |
H1 |
|
|
|
10 |
|
3,0 |
|
325 |
295 |
||||||
|
8 |
2100 |
|
1100 |
325 |
30 000 |
15 000 |
–25 000 |
10 000 |
12 000 |
12 |
|
2,5 |
|
320 |
290 |
|||||||||
|
9 |
2000 |
|
1300 |
425 |
25 000 |
10 000 |
28 000 |
–25 000 |
18 000 |
15 |
|
2,3 |
|
325 |
295 |
|||||||||
|
10 |
2000 |
|
1200 |
450 |
22 000 |
–20 000 |
10 000 |
11 000 |
∆ H2 |
8 |
|
2,4 |
|
310 |
280 |
|||||||||
|
11 |
1800 |
|
1300 |
600 |
10 000 |
20 000 |
15 000 |
∆ |
H1 |
–18 000 |
7 |
|
2,0 |
|
300 |
275 |
||||||||
|
12 |
2100 |
|
1100 |
650 |
10 000 |
20 000 |
–15 000 |
15 000 |
|
|
|
6 |
|
1,7 |
|
310 |
280 |
|||||||
|
13 |
2000 |
|
1300 |
325 |
12 000 |
22 000 |
25 000 |
–10 000 |
28 000 |
5 |
|
1,2 |
|
320 |
290 |
|||||||||
|
14 |
2000 |
|
1200 |
750 |
12 000 |
10 000 |
–22 000 |
10 000 |
|
|
|
9 |
|
1,1 |
|
325 |
295 |
|||||||
|
15 |
1800 |
|
1300 |
700 |
12 000 |
10 000 |
10 000 |
20 000 |
|
|
|
8 |
|
2,0 |
|
320 |
290 |
|||||||
|
16 |
2100 |
|
1100 |
400 |
10 000 |
28 000 |
–10 000 |
15 000 |
–12 000 |
7 |
|
2,2 |
|
325 |
295 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 5 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
№ |
ср(у), |
ρ см , |
KТ, |
|
|
Тепловой эффект, –∆ H, Дж/моль |
|
|
F, м |
2 |
V, м |
3 |
T0, К |
Тх0, К |
|||||||||
|
Дж/(кг·К) |
кг/м3 |
Вт/(м2·К) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
– |
∆ |
H1 |
– |
∆ |
H2 |
– |
∆ |
H3 |
|
∆ |
– |
∆ |
H5 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
– H4 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
|
7 |
|
8 |
|
|
9 |
10 |
|
11 |
|
12 |
13 |
|
17 |
2000 |
1300 |
425 |
–20 000 |
10 000 |
10 000 |
∆ |
H3 |
12 000 |
6 |
|
3,0 |
|
310 |
280 |
||||||||
|
18 |
2000 |
1200 |
450 |
20 000 |
20 000 |
28 000 |
∆ |
H1 |
|
|
|
5 |
|
1,2 |
|
300 |
275 |
||||||
|
19 |
1800 |
1300 |
555 |
30 000 |
15 000 |
–25 000 |
10 000 |
12 000 |
5 |
|
1,1 |
|
310 |
280 |
|||||||||
|
20 |
2100 |
1100 |
560 |
25 000 |
10 000 |
28 000 |
–25 000 |
18 000 |
5 |
|
2,0 |
|
320 |
290 |
|||||||||
|
21 |
2000 |
1300 |
725 |
22 000 |
–20 000 |
10 000 |
11 000 |
∆ |
|
H2 |
6 |
|
2,0 |
|
325 |
295 |
|||||||
44 |
22 |
2000 |
1200 |
695 |
10 000 |
20 000 |
15 000 |
∆ |
H1 |
–18 000 |
6 |
|
1,7 |
|
320 |
290 |
||||||||
23 |
1800 |
1300 |
425 |
10 000 |
20 000 |
–15 000 |
15 000 |
|
|
|
7 |
|
1,2 |
|
325 |
295 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
24 |
2100 |
1100 |
415 |
12 000 |
22 000 |
25 000 |
–10 000 |
28 000 |
8 |
|
1,1 |
|
310 |
280 |
|||||||||
|
25 |
2000 |
1300 |
225 |
12 000 |
10 000 |
–22 000 |
10 000 |
|
|
|
9 |
|
2,0 |
|
300 |
275 |
|||||||
|
26 |
2000 |
1200 |
269 |
12 000 |
10 000 |
10 000 |
20 000 |
|
|
|
8 |
|
2,0 |
|
310 |
280 |
|||||||
|
27 |
1800 |
1300 |
325 |
10 000 |
28 000 |
–10 000 |
15 000 |
–12 000 |
10 |
|
2,2 |
|
320 |
290 |
|||||||||
|
28 |
2100 |
1100 |
225 |
–20 000 |
10 000 |
10 000 |
∆ |
H3 |
12 000 |
9 |
|
3,0 |
|
325 |
295 |
||||||||
|
29 |
2000 |
1300 |
325 |
20 000 |
20 000 |
28 000 |
∆ |
H1 |
|
|
|
7 |
|
1,2 |
|
320 |
290 |
||||||
|
30 |
2000 |
1200 |
712 |
30 000 |
15 000 |
–25 000 |
10 000 |
12 000 |
8 |
|
1,1 |
|
325 |
295 |
|||||||||
|
31 |
1800 |
1300 |
215 |
25 000 |
10 000 |
28 000 |
–25 000 |
18 000 |
6 |
|
2,0 |
|
310 |
280 |
|||||||||
|
32 |
2100 |
1100 |
288 |
22 000 |
–20 000 |
10 000 |
11 000 |
∆ |
|
H2 |
5 |
|
2,0 |
|
300 |
275 |
|||||||
|
33 |
2000 |
1300 |
299 |
10 000 |
20 000 |
15 000 |
∆ |
H1 |
–18 000 |
7 |
|
2,2 |
|
310 |
280 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1.Составление системы ДУ кинетики сложной химической реакции по схеме.
2.ММ проточного аппарата идеального смешения с учетом источников (стоков) вещества и тепла.
3.Частные уравнения интенсивности источников (стоков) вещества и тепла в потоках: химические реакции и теплообмен.
4.Вопросы по порядку выполнения курсовой работы.
Список литературы
1. Математическое моделирование и оптимизация химикотехнологических процессов: практическое руководство / В.А. Холоднов [и др.]. – СПб.: Профессионал, 2003. – 478 с.
2. Гультяев А.К. Matlab 5.3. Имитационное моделирование в среде Windows: практическое пособие / А.К. Гультяев. – СПб.: КОРОНА-принт, 2001. – 400 с.
3.Кафаров В.В. Математическое моделирование основных процессов химических производств / В.В. Кафаров, М.Б. Глебов. – М.: Высшая школа, 1991. – 384 с.
4.Кафаров В.В. Анализ и синтез химико-технологических систем: учебник для вузов / В.В. Кафаров, В.П. Мешалкин. – М.: Хи-
мия, 1991. – 432 с.
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
1. |
ИДЕНТИФИКАЦИЯ СТРУКТУРЫ ПОТОКОВ |
|
|
В АППАРАТЕ.................................................................................. |
3 |
2. |
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ......... |
7 |
3. |
МОДЕЛИРОВАНИЕ КАТАЛИТИЧЕСКОГО РЕАКТОРА |
|
|
КОЖУХОТРУБЧАТОГО ТИПА.................................................... |
22 |
4. |
МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ |
|
|
ХИМИЧЕСКИМ РЕАКТОРОМ..................................................... |
29 |
Учебное издание
Островский Александр Сергеевич, Шумихин Александр Георгиевич
МОДЕЛИРОВАНИЕ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ КАК ОБЪЕКТОВ УПРАВЛЕНИЯ: УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРАКТИКУМ
Учебно-методическое пособие
Редактор и корректор Е.Б. Хасанова
Подписано в печать 04.05.08. Формат 60× 90/16. Усл. печ. л. 3,0.
Тираж 100 экз. Заказ № 91/2008.
Издательство Пермского государственного технического университета.
Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113.
Тел. (342) 219-80-33.