Компьютерное моделирование и оптимизация технологических процессов и оборудования. Дворецкий С.И - 98 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

точности с автоматическим выбором шага [35], которые дают вполне сопоставимые результаты и
обеспечивают получение решения с заданной точностью.
Математическая модель динамики процесса диазотирования, осуществляемого в турбулент-
ном трубчатом аппарате, включает нелинейные дифференциальные уравнения с частными произ-
водными (3.69) – (3.76), для решения которых использовали конечно-разностный метод [11].
Для математического описания процесса диазотирования, осуществляемого в турбулентном
трубчатом реакторе комбинированного типа, необходимо к уравнениям (3.69) – (3.76) добавить урав-
нения, описывающие протекание процесса диазотирования в камере смешения [23].
Математическое описание процесса азосочетания
При моделировании процесса азосочетания примем следующие допущения: 1) собственно ре-
акция азосочетания протекает в растворе; 2) влияние изменения температуры вследствие экзо-
термической реакции на протекание химических процессов внутри модулей считается несущест-
венным; 3) расчет гранулометрического распределения кристаллов азопигментов состоит в вы-
числении дискретных значений числа кристаллов, принадлежащих тому или иному диапазону
размеров из всего возможного интервала изменения размеров кристаллов, определяемого по экс-
пертным оценкам; 4) кислотность среды сочетания, обеспечивается на практике подачей в аппа-
рат раствора углекислого натрия (соды); 5) учет расходов нейтрализующего агента и воды в пи-
тании модуля осуществляется путем пересчета общего расхода потока реакционной среды в реак-
торной системе.
Как показали экспериментальные исследования, одинаковое время пребывания частиц в
трубчатом реакторе обеспечивается при развитом турбулентном режиме течения потока, который
достигается при значениях Рейнольдса
00010Re >
. При этом длина трубчатой части реактора оп-
ределяется необходимым временем пребывания в нем реакционной массы и роста кристаллов
пигмента.
Процесс азосочетания, осуществляемый в турбулентном трубчатом реакторе, описывается
вектором концентраций взаимодействующих компонентов ),( tlc
r
и гранулометрическим составом
),,( tlrf
кристаллов пигмента. Проводя рассуждения аналогичные рассуждениям при выводе мо-
дели диазотирования и учитывая, что в результате реакции протекает процесс кристаллизации
пигмента уравнения покомпонентного материального баланса при допущении идеального вытес-
нения вдоль оси реактора можно записать в следующем виде:
по азосоставляющей (Az):
t
c
pHccW
l
c
V
Az
DAzAz
Az
∂
∂
=+
∂
∂
),,(
;
;),0(
)0(
Az
Az
ctc =
(3.81)
по диазосоставляющей (D):
t
c
pHcWpHccW
l
c
D
DpDAzAz
D
∂
∂
=++
∂
∂
ϑ ),(),,(
;
;),0(
)0(
D
D
ctc =
(3.82)
по продуктам разложения ( χ ) диазосоединения:
t
c
pHcW
l
c
Dp
∂
∂
=−
∂
∂
ϑ
χχ
),( ;
;),0(
)0(
χχ
= ctc
(3.83)
по пигменту в жидкой фазе:
t
c
cWpHccW
l
c
П
ПкpDAzAz
П
∂
∂
=+−
∂
∂
ϑ )(),,(
;
;0),0( =tc
П
(3.84)
где l – текущая длина;
ϑ
– линейная скорость движения потока реакционной массы;
ПDAz
cccc ,,,
χ
– концентрации азосоставляющей, диазосоставляющей, продуктов разложения диазосоединения
(диазосмол) и пигмента в жидкой фазе, соответственно;
кр
W
– скорость перехода пигмента из жид-
кой фазы в твердую в результате кристаллизации.

Страницы