Получение оптимальных проектных решений и их анализ с использованием математических моделей. Литовка Ю.В. - 83 стр.

UptoLike

Составители: 

Вариант 11. Найти методом локальных вариаций по четырем сечениям методом простого перебора функ-
цию распределения температуры реакционной смеси по длине трубы кожухотрубного аппарата синтеза окиси
этилена, при которой длина труб аппарата будет минимальной:
2С
2
H
4
+ O
2
→
1
k
2C
2
H
4
O;
C
2
H
2
+ 3O
2
→
2
k
2CO
2
+ 2H
2
O;
α
1
= α
2
= 2;
вх4
СH
С
= 0,4;
вх2
О
С
= 0,6; u = 0,5 м/с; A
1
= 200;
E
1
= 33 800 Дж/моль; А
2
= 500; E
2
= 41 200 Дж/моль; ρ = 1,1 кг/м
3
;
вых42
OHC
С
0,5; 450 T 570 К.
При имитационном моделировании выходная координата
вых42
OHC
С
; входная координата C
этилен вх
; М
0
= 16
моль/м
3
; K = 10ехр(–0,06dt).
Литература: [1, 3, 7, 12, 24, 25, 32, 37].
Вариант 12. Найти методом дихотомии температуру в трубчатом контактном аппарате для производства
циклогексанона, при которой длина труб аппарата будет минимальной:
С
5
Н
10
СНОН →
1
k
С
5
Н
10
СО + Н
2
;
C
5
H
10
CHOH
→
2
k
C
6
H
10
+ H
2
O;
α
1
= α
2
= 1;
вх105
СНОННС
С
= 0,8;
вх105
СОНС
С
= 0,2; D = 0,2 м,
количество труб N = 36; v = 4 м
3
/с; A
1
= 3000; E
1
= 50 600 Дж/моль;
А
2
= 700; E
2
= 40 000 Дж/моль; ρ = 3,1 кг/м
3
;
вых105
СОНС
С
0,5;
650 T 770 K.
При имитационном моделировании выходная координата
вых105
СОНС
С ; входная координата C
циклогексанол
вх
; М
0
= 25 моль/м
3
; K = 16ехр(–0,1dt).
Литература: [1, 3, 7, 12, 24, 25, 32].
Вариант 13. Найти методом спуска с «наказанием случайностью» температуру в газофазном реакторе по-
лучения ацетона из окиси пропилена и объем реактора, при которых концентрация ацетона на выходе из реак-
тора будет максимальной:
С
3
Н
6
О →
1
k
CH
3
COCH
3
;
С
3
Н
6
О
→
2
k
CH
3
CH
2
CHO;
α
1
= α
2
= 1; A
1
= 2; E
1
= 20 000 Дж/моль; А
2
= 2; E
2
= 24 000 Дж/моль;
ρ = 2,2 кг/м
3
; v = 0,03 м
3
/c; C
вх
= 1; 700 T 1000
K; 1 V 3 м
3
.
При имитационном моделировании выходная координата С
ацет.вых.
; входная координата v; M
0
= 0,03 м
3
/с; K
= 1·10
–4
exp(–0,06dt).
Литература: [1, 3, 7, 12, 24, 25, 32].
Вариант 14. Найти методом прямого перебора площадь поверхности теплообмена и массу реакционной
смеси, загружаемой в реактор периодического действия производства пентаэритрита, при которых концентра-
ция пентаэритрита после завершения процесса будет максимальной. Время проведения процесса 30 мин.
3НСНО + CH
3
CHO →
1
k
(СН
2
ОН)
3
С
2
НО + Q
1
;
(CH
2
OH)
3
C
2
HO + НСНO + Н
2
О →
2
k
C(CH
2
OH)
4
+ НСООН + Q
2
;
2НСНО + 4СН
3
СНО + Н
2
О →
3
k
(CH
2
OH)
3
CH
2
OCH
2
C(CH
2
OH)
3
;
α
1
= α
2
= α
3
= 2; А
1
= 40 000; Е
1
= 67 000 Дж/моль; A
2
= 35 000;
Е
2
= 68 000 Дж/моль; А
3
= 160 000; Е
3
= 70 000 Дж/моль;
Q
1
= 81 000 Дж/моль; ρ = 810 кг/м
3
; Q
2
= 48 600 Дж/моль; Т
t
= 12 °С;
с
t
= 1200 Дж/кг·град; K
t
= 5000 Вт/м
2
·град; Т
вх
= 27 °С;
вх3
СНОСН
С
= 0,3;