ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Занятие 2. Моделирование процесса в каскаде реакторов из "Математическое моделирование химико-технологических процессов на аналоговых вычислительных машинах" Упражнение 1, Реакция гидролиза уксусного ангидрида (см. стр. 232) протекает в каскаде из трех последовательно соединенных реакторов равного объема V = V2 = Уз = 2 м . Температура в первом реакторе Ti = 10 °С, во втором 7г = 25°С, в третьем 7 з==40°С. Концентрация исходного реагента, подаваемого на вход первого реактора, составляет Са, о, а объемные расходы на входе системы Vq и на выходе v равны. [c.236] Начальные концентрации компонентов реакции принимаем равными во всех реакторах Са, i (0) = Са, 2(0) = Са, з(0). [c.236] Определение концентраций вещества А в стационарном потоке на выходе каждого реактора не требует дополнительных пояснений (см. упражнения к занятию 1). [c.237] После установления стационарного режима каскада на аналоговой машине записываем значения Сд , ст, Сдз, ст, Сдз. ст. Машину возвращаем в исходное положение и приступаем к моделированию второго режима каскада. [c.237] Переход от первого режима работы каскада к третьему осу-ш,ествляется описанным выше способом. Разница только в том, что в первый реактор каскада поступает возмущение не по концентрации, а по объемному расходу. Таким образом, в исходной модели надо перенастроить потенциометры /Сь Кз, /сз. [c.238] Кривые переходного процесса в каскаде приведены на рис. У-25. [c.238] Результаты моделирования динамики каскада при возмущении по объемному расходу питающей смеси приведены в табл. У-7, а при возмущении по концентрации — в табл. У-8. Решение в табл. У-7 и У-8 получено при следующих значениях масштабов переменных Мд, 1 = Мд,2 = Ма, з = Мд, о = 0,18 кмоль/(м -В) М( = 60 Сцат/Смаш. [c.238] Исходные данные (в относительных единицах) объем К == 9 объемный расход Vq= концентрация во входном потоке С а, о = 1 константы ki = 0,5 2 = 0,5. [c.239] Соотношение объемов К1/К2 по- Рис. V-26. Структурная схема, следовательно принимает значе- составленная по уравнениям ния 0,125 2/7 0,5 0,8 1 1,125 2 (V, 50), (V, 51). [c.239] Структурные схемы, составленные по уравнениям (V, 50) — (У,53), приведены на рис. У-26 и У-27. [c.239] Упражнение 3. Реакция первого порядка А —Р проводится в каскаде реакторов полного перемешивания при постоянной температуре. Сколько потребуется реакторов равного объема Уо, чтобы концентрация вещества А в стационарном потоке на выходе из каскада не превышала 5% концентрации на входе (степень превращения 95%). [c.240] Составить математическое описание реактора в, каскаде и подготовить его к моделированию на аналоговой машине (самостоятельно). [c.241] Рассмотрим прием моделирования последовательности однотипных объектов, используя лишь один или несколько элементов этой последовательности, что сокращает число решающих блоков аналоговой машины, делая задачу компактной, особенно в случаях, подобных данному, когда число элементов (реакторов) в последовательности (каскаде) заранее не известно. [c.241] Введем термин базовая модель и будем понимать под ним математическую аналоговую модель одного или нескольких элементов последовательности, с помощью которой удается моделирование всех элементов. [c.241] Структурная схема базовой модели, составленная по уравнению (V, 54), дана на рис. У-28. [c.241] Составляем модель реакции для первого реактора каскада по структурной схеме (рис. У-28) и замеряем концентрацию компонента А в стационарном потоке на выходе интегратора. [c.241] В табл. V-10 приведены результаты моделирования восьми последовательно соединенных реакторов, полученные с помощью базовой модели из одного реактора, и результаты моделирования каскада из семнадцати реакторов, полученные на базовой модели, включающей два реактора (по данным упражнения V-2). [c.242] Вернуться к основной статье