Моделирование химико-технологических процессов в производстве неорганических веществ учебное пособие
жүктеу/скачать 4.76 Mb. Pdf көрінісі
|
| ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….............. 7 1. ТИПЫ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ………………………….............. 8 1.1. Модели с сосредоточенными параметрами…………………...……........ 9 1.2. Модели с распределенными параметрами…………………………......... 9 1.3. Динамические модели………………………………………………......... 10 1.4. Статические модели…………………………………………………......... 10 2. ВИДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ…………………………………………….......... 11 2.1. Физическое моделирование…………………………………………........ 11 2.2. Математическое моделирование……………………………………........ 12 2.3. Принципы математического моделирования процессов химической технологии…………………………………………….......... 13 3. ЭТАПЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ…………………………………………........... 17 3.1. Первый этап моделирования………………………………………........... 17 3.2. Второй этап моделирования…………………………………………........ 18 3.3. Третий этап моделирования…………………………………………........ 21 3.4. Четвертый этап моделирования…………………………………….......... 22 3.5. Пятый этап моделирования…………………………………………......... 25 3.6. Шестой этап моделирования………………………………………........... 25 3.7. Седьмой этап моделирования………………………………………......... 26 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КИНЕТИКИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ……………………………………………........... 27 4.1. Классификация реакций…………………………………………….......... 27 4.2. Скорость химической реакции………………………………………........ 27 4.3. Кинетические уравнения……………………………………………......... 28 4.4. Механизм химической реакции. Простые и сложные реакции…........... 29 4.5. Степень превращения……………………………………………….......... 33 4.6. Степень полноты реакции…………………………………………........... 34 4.7. Стехиометрические уравнения. Стехиометрическая матрица……........ 34 4.8. Методы упрощения математической модели кинетики…………........... 35 5 4.8.1. Стехиометрически линейно-зависимые и стехиометрически линейно независимые реакции…………………………………........ 35 4.8.2. Линейные инварианты………………………………………….......... 39 4.8.3 Ключевые вещества……………………………………………........... 42 4.9. Этапы идентификации математической модели кинетики химических реакций……………………………………………...…........ 43 4.9.1. Формулирование гипотез о возможных механизмах реакции.......... 44 4.9.2. Разработка математической модели кинетики химических реакций…………………………………………………………........... 44 4.9.3. Формулирование критерия адекватности……………………........... 46 4.9.4. Отыскание кинетических констант (параметрическая идентификация модели)………………………………………........... 48 4.10. Примеры моделирования кинетики……………………………………. 49 5. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ………………………………………………………………........ 54 5.1. Классификация химических реакторов……………………………......... 56 5.2. Математические модели процесса в реакторе……………………........... 57 5.2.1. Математические модели реакторов идеального смешения….......... 58 5.2.2. Математические модели химических реакторов идеального вытеснения………………………………………………………......... 62 5.2.3. Каскад реакторов идеального смешения………………………........ 65 5.3. Сравнение химических реакторов идеального смешения и идеального вытеснения и каскада РИС……………………………… 66 6. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ……………………………………………......... 69 6.1. Математическое моделирование стационарного химико- технологического процесса. Конверсия природного газа…………......... 69 6.1.1. Моделирование процесса паровой конверсии природного газа........ 70 6.1.2. Моделирование процесса пароуглекислотной конверсии природного газа…………………………………………………......... 77 6.1.3. Моделирование процесса парокислородной конверсии природного газа…………………………………………………......... 82 6 6.1.4. Моделирование процесса паровоздушной конверсии природного газа…………………………………………………......... 87 6.1.5. Задание на лабораторную работу………………………………........ 92 6.1.6. Контрольные вопросы………………………………………….......... 94 6.2. Математическое моделирование нестационарного химико- технологического процесса. Кинетика обратимой химической реакции в реакторе идеального перемешивания в изотермическом и адиабатическом режимах………………………………………….......... 95 6.2.1. Моделирование нестационарного процесса в изотермических условиях…………………………………………………………......... 95 6.2.2. Моделирование нестационарного процесса в адиабатических условиях…………………………………………………………......... 97 6.2.3. Задание на лабораторную работу………………………………........ 99 6.2.4. Контрольные вопросы………………………………………….......... 102 6.3. Экспериментальное исследование кинетики химических реакций........ 103 6.3.1. Интегральный метод анализа опытных данных………………......... 104 6.3.2. Дифференциальный метод анализа опытных данных………........... 107 6.3.3. Контрольные вопросы………………………………………….......... 111 ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………........... 112 Пример расчета теплоемкости и энтальпии……………………………......... 112 Пример решения системы нелинейных алгебраических уравнений….......... 113 Пример решения системы дифференциальных уравнений для изотермического режима…………………………………………………........ 114 Пример решения системы дифференциальных уравнений для адиабатического режима…………………………………………………........ 115 Пример анализа опытных данных интегральным методом с использованием пакета программ Excel………………………………........... 116 Пример анализа опытных данных дифференциальным методом с использованием пакета программ Excel………………………………........... 120 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………............ 125 жүктеу/скачать 4.76 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|