![]() Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву ![]() Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
O концентрация компонента А на выходе - CaСодержание книги
Поиск на нашем сайте
O концентрация компонента В на выходе - Cb O концентрация компонента С на выходе - Cc O концентрация компонента D на выходе - Cd O температура в реакторе - t O температура в теплоносителя в рубашке - tpar Входные переменные: o расходы на входе и выходе из аппарата потока - υ1, υ2, υ; o концентрация вещества А во входном потоке – САвх; o концентрация вещества B во входном потоке – СBвх; o концентрация вещества C во входном потоке – СCвх; o концентрация вещества D во входном потоке – СDвх; o температуры входных потоков t1, t2 и tтн вх; o расход теплоносителя на входе в рубашку - νтн вх
Формулировка показателя эффективности Критерием эффективности управления является выход целевого продукта B:
Таблица 1 Ориентировочные исходные данные для моделирования объекта:
Математическая модель объекта
Формулировка упрощающих допущений Выделим следующие допущения: 1) структура потоков описывается моделью идеального перемешивания; 2) теплопотери в окружающую среду отсутствуют; теплофизические свойства жидкостей не зависят от температуры и концентрации компонентов; 3) теплоемкостью стенок пренебрегаем; 4) транспортным запаздыванием при изменении входных переменных пренебрегаем; 5) расход теплоносителя на входе и выходе одинаков; объем теплоносителя в рубашке и рабочий объем постоянны (Vт = const, Vр = const). 6) Коэффициент теплопередачи считаем постоянным.
Модель динамики объекта Реакция происходит в четыре стадии:
Запишем скорость реакции по компонентам в систему (2.2.1) в следующем виде:
В соответствии с классификацией переменных и допущениями математическая модель динамики включает в себя: Уравнения материального баланса по компонентам с условием, что объём постоянен. Уравнение теплового баланса реакционной смеси. Уравнение теплового баланса рубашки. Начальные условия: Vp=Vpo; Ca=Cao; Cb=Cbo; Cc=Cco; Cd=Cdo; t=to: tтн=tтно Модель динамики представляет собой систему нелинейных ОДУ.
Модель статики объекта Модель статики записывается путём приравнивания производных к нулю, а все входные и выходные переменные, присутствующие в правых частях уравнений математической модели, помечаются индексом «0». 0= Модель статики – это система нелинейных ОДУ. Моделирование статики и динамики объекта на ЭВМ осуществим при помощи математического пакета MathCAD. Уравнения динамики и статики решаем при помощи функции Rkadapt. Данная функция реализует решение системы дифференциальных уравнений методом Рунге-Кутта 4 порядка с адаптивным шагом решения. Уравнения статики при помощи процедуры Given-Find.
3. Оптимизация объекта Определить значение технологических параметров, обеспечивающих минимальный объём аппарата при заданном выходе целевого продукта (ψ=75%), заданной нагрузке, заданных значениях входных переменных, заданных ограничений на температуру t=[70-90оС] Для решения задачи оптимизации используются только уравнения материального баланса по компонентам:
Vp * Vp * Vp * Vp * Листинг программы в среде MathCAD: Зададимся ориентировочными значениями объема и температуры. Пусть V=120 л, t=90˚C. Т.к. целевым компонентом реакции является компонент В, то критерий оптимизации ψb будем рассчитывать по формуле (3.1):
Рассчитывая оптимальные значения температуры и объема, мы задаемся ориентировочной температурой в 70° и изменяем объем в реакторе от 90 до 210, с шагом 10, затем по полученным данным строим график зависимости объема от температуры.
Аналогично проводятся расчеты и для других объемов при температурах 80˚ и 90˚С. В результате получаем следующие значения: Рис. 3.1. Зависимость объема от температуры при 70, 80 и 90 °С
Из графиков видно, что при φ=75% V=120л и t=90°C, т.е. topt = 90˚C, Vopt = 120л.
Выполним пересчет поверхности теплообмена Ft, учитывая оптимальные значения объема реактора и температуры реакционной смеси в нем, при условии, что D=H. С помощью блока Given-Find пересчитаем температуру на входе в рубашку, используя уравнения теплового баланса для реактора:
Выполним проверку полученных оптимальных значений. Для этого решим нелинейную модель с начальными условиями, соответствующими найденным значениям выходных переменных в оптимальном режиме (т.е. оптимальные значения Vp, Ca, Cb, Cc, Cd, t) и постоянном объеме. Если не задавать входным переменным приращений, то графики изменения выходных переменных во времени должны представлять собой прямые. Используя уравнения материального баланса по компонентам и теплового баланса жидкости в реакторе, запишем вектор-функцию модели:
Рис. 3.2 Графики зависимости выходных переменных от времени
Т.к. полученные графики – это прямые линии, то можно сделать вывод, что найденные значения параметров являются верными и программное средство написано правильно.
Таблица 2
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-14; просмотров: 180; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.29.103 (0.011 с.) |