Получение оптимальных проектных решений и их анализ с использованием математических моделей. Литовка Ю.В. - 78 стр.

UptoLike

Составители: 

τ
s
=V/v
K
1
=A
1
exp(–E
1
/RT)
K
2
=A
2
exp(–E
2
/RT)
C1
0
=C1
вх
C2
0
=C2
вх
C3
0
=0
τ
=0
С1=С1
0
+F1 d
τ
С2=С2
0
+F2 d
τ
С3=С3
0
+F3 d
τ
F
1=1/
τ
s
(C1
вх
C1
0
)–K
1
C1
0
C2
0
+K
2
C3
0
F
2=1/
τ
s
(C2
вх
C2
0
)–2K
1
C1
0
C2
0
+2K
2
C3
0
F
3=–1/
τ
s
C3
0
+K
1
C1
0
C2
0
K
2
C3
0
?
(|C1-C1
0
|<
ε
)&(|C2-C2
0
|<
ε
)&(|C3-C3
0
|<
ε
)
C1
0
=C1
C2
0
=C2
C3
0
=C3
τ
=
τ
+d
τ
PR=C3 v
ρ
RET
Вход
Подпрограмма «ММ»
1
4
5
6
7
8
9
10
11
Да
Нет
2
3
Рис. 4.2. Структурная схема подпрограммы «ММ» решения
системы уравнений математической модели
В блоках 5–9 организован цикл решения системы дифференциальных уравнений (4.4) – (4.6) методом Эй-
лера. Интегрирование завершается при выполнении условия, когда значения концентраций С
1
, С
2
, С
3
на преды-
дущем и последующем шагах интегрирования отличаются менее, чем на заданную величину ε (блок 7).
В блоке 10 рассчитывается производительность PR по уравнению (4.7), значение которой возвращается в
вызывающую программу.
Результатом работы программы оптимизации объекта являются значения Т
m
, V
m
, при которых производи-
тельность PR имеет максимальное значение.
Завершающим этапом выполнения курсовой работы является проверка работоспособности спроектиро-
ванного объекта методом имитационного моделирования.
Для проведения имитационного эксперимента программно реализуются генераторы случайных процессов
с заданными характеристиками. По математической модели динамики, оптимальные параметры которой найде-
ны на этапе оптимизации, рассчитываются значения выходной координаты объекта (например, концентрации
целевого продукта на выходе) при поступлении на вход значений, вырабатываемых генератором случайных
процессов. По виду изменений выходной координаты делается вывод о работоспособности спроектированного
объекта.
Таким образом, в результате выполнения курсовой работы находятся оптимальные параметры проекти-
руемого объектаэлементы конструкции (объем, длина трубы, количество тарелок и т.д.), входные координаты
(температура, расход, концентрация, ток и т.д.) и проверяется работоспособность спроектированного объекта.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
При описании заданий используются следующие обозначения: α
i
порядок i-й реакции; А
i
, Е
i
предэкс-
поненциальный множитель и энергия активации уравнения Аррениуса для вычисления константы скорости i-й
реакции; ρсредняя плотность реакционной среды; v, mсоответственно, объемный и массовый расход реак-
ционной среды через аппарат; Q
i
тепловой эффект i-й реакции; Нвысота аппарата; Dдиаметр аппарата; L
длина трубы аппарата; С
i
концентрация i-го компонента реакционной среды; устепень превращения; I
ток; Vобъем; Fплощадь поверхности теплообмена; α
t
коэффициент теплоотдачи; k
t
коэффициент тепло-
передачи; Ттемпература реакционной среды; Т
t
температура теплоносителя; с
t
средняя теплоемкость ре-
акционной среды; uскорость движения реакционной среды через аппарат; Ммасса реакционной среды в