Основы проектирования химических производств. Дворецкий С.И - 37 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

4) исходя из условий равновесия и заданной технологии, выбирают начальные и конечные рабочие
параметры процесса;
5) на основании равновесных и рабочих параметров определяют движущую силу процесса;
6) используя законы химической, тепловой или диффузионной кинетики находят коэффициент ско-
рости процесса;
7) исходя из полученных выше данных, рассчитывают основной размер аппарата (емкость, площадь
поперечного сечения, поверхность теплообмена, высоту), используя зависимости (3.12) – (3.15). Кон-
кретные решения по расчету и конструированию оборудования даны в специальной литературе. В каче-
стве примера можно привести один из трех справочников А.С. Тимонина [27].
Определив основной размер, выбирают стандартное оборудование или разрабатывают его как не-
стандартное. Ранее отмечалось, что проектирование – итерационный процесс, поэтому при выборе обо-
рудования проектировщику иногда приходится вновь возвращаться на стадию выбора типа аппарата.
Нахождение численных значений движущей силы и коэффициента скорости процесса является са-
мой сложной частью расчета технологической аппаратуры. При этом необходимо обоснованно решать
вопросы масштабного перехода – распространения данных, полученных в лабораторных исследованиях,
на промышленные объекты.
При разработке новых процессов и аппаратов применяют физическое и математическое моделиро-
вание. К физическому моделированию прибегают, когда натурные испытания трудно осуществить
вследствие очень больших или очень малых размеров технологического объекта. Физическое модели-
рование заключается в замене изучения какого-либо объекта опытным изучением его физической моде-
ли, отличающейся от оригинала масштабом. Оно сводится к воспроизведению постоянства определяю-
щих критериев подобия в модели и объекте. Практически это означает, что надо в несколько этапов
воспроизводить исследуемый технологический процесс, т.е. переходить от меньших масштабов его
осуществления к большим.
Принцип подобия оправдал себя при анализе детерминированных процессов, описываемых закона-
ми классической механики и протекающих в однофазных системах с фиксированными границами
(обычно твердые стенки). Для анализа недетерминированных процессов с многозначной стохастиче-
ской картиной связи между явлениями и, в частности, для анализа двухфазных систем и процессов, ос-
ложненных химическими реакциями, использование физического подобия затруднительно. Кроме того,
физическое моделирование требует значительных материальных затрат и времени.
Поэтому в настоящее время широко распространенным методом расчета технологических процес-
сов и аппаратов стал метод математического моделирования. Математическое моделирование включает
три взаимосвязанных этапа:
1) составление математического описания изучаемого объекта;
2) выбор метода решения системы уравнений математического описания и его реализация в форме
моделирующей программы;
3) определение численных значений коэффициентов математической модели, установление соот-
ветствия (адекватности) математической модели технологическому объекту.
В модели должны быть учтены все наиболее существенные факторы, влияющие на процесс, и вме-
сте с тем она не должна быть загромождена множеством мелких, второстепенных факторов. На рис. 14
изображена общая схема разработки математических моделей.
Изучение физико-химической сущности процесса, выбор параметров
Составление математического описания
Эксперименталь-
ный метод
Аналитический
метод
Экспериментально-
аналитический метод
Разработка программного обеспечения
Выбор численного метода
Составление алгоритма
Программирование
Отладка (тестирование) программы

Страницы