Расчет и оптимизация процессов и аппаратов химических и пищевых производств в среде MatLab. Дворецкий Д.С - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

назвать «электронными» эквивалентами изучаемого технологического процесса, уже пригодными
для непосредственного испытания на «экспериментальной установке» – компьютере.
Создав триаду «модель – алгоритм – программа», исследователь получает в руки универсальный,
гибкий и недорогой инструмент, который вначале настраивается (отлаживается), тестируется в «проб-
ных» вычислительных экспериментах. После того, как адекватность (соответствие с заданной точно-
стью реальному процессу) триады удостоверена, с моделью (электронным эквивалентом) проводятся
разнообразные и подробные «опыты», дающие все требуемые качественные и количественные свойства
и характеристики технологического процесса. Процесс моделирования сопровождается улучшением и
уточнением, по мере необходимости, всех звеньев триады.
Будучи методологией, математическое моделирование не подменяет собой математику, физику, био-
логию и другие научные дисциплины, не конкурирует с ними. Наоборот, трудно переоценить его
синтезирующую роль. Создание и применение триады невозможно без опоры на самые разные мето-
ды и подходы – от качественного анализа нелинейных моделей до современных языков и систем
программирования. Появляются новые дополнительные стимулы самым разным направлениям нау-
ки.
1.2 Общие принципы анализа и
расчета процессов и аппаратов
К одним из важнейших принципов науки о процессах и аппаратах химической и пищевой технологий
относятся теоретические и технологические обобщения и выявление физико-химических аналогий
основных процессов.
При исследовании и расчете процессов и аппаратов важно знать кинетические закономерности
основных процессов химической и пищевой технологий.
Кинетика – это учение о механизмах и скоростях процессов, в том числе гидродинамических, теп-
ло- и массообменных. Кинетика является научной основой создания новых и совершенствования дейст-
вующих процессов и аппаратов химической и пищевой технологий.
По общепринятой классификации, основанной на кинетических закономерностях процессов, разли-
чают [1]:
1 Гидромеханические процессы (рис. 1.2), скорость которых определяется законами гидродинами-
ки:
,
1
1
г
pk
R
p
Fd
dV
j ∆=
∆
=
τ
= (1.1)
где j
г
– скорость процесса; V – объем протекающей жидкости; F – площадь сечения аппарата;
τ
– время;
k
1
– коэффициент скорости процесса (величина, обратная гидравлическому сопротивлению R
1
); ∆р – пе-
репад давления (движущая сила процесса).
2 Теплообменные процессы (рис. 1.3), скорость которых определяется законами теплопередачи:
,
2
2
т
tk
R
t
Fd
dQ
j ∆=
∆
=
τ
=
(1.2)
где j
т
– скорость процесса; Q – количество переданного тепла; F – поверхность теплообмена;
τ
– время;
k
2
– коэффициент теплопередачи (величина, обратная термическому сопротивлению R
2
); ∆t – средняя
разность температур между обменивающимися теплом материалами (движущая сила процесса).
3 Массообменные (диффузионные) процессы (рис. 1.4), скорость которых определяется скоростью
перехода вещества из одной фазы в другую:
,
3
3
м
ck
R
c
Fd
dM
j ∆=
∆
=
τ
=
(1.3)

Страницы