ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Понятие о моделировании и моделях из "Основы химической технологии" Объект, обладающий определенными реальными свойствами, изменяющимися в зависимости от условий его существования, называют оригиналом. Если оригинал достаточно сложен, то его непосредственное исследование в больщинстве случаев неэкономично, трудоемко, т. е. требует больших материальных и временных затрат. Поэтому свойства сложного оригинала чаще всего изучают на его модели, а результаты исследования модели после их обработки переносят на оригинал. Создание модели, воспроизводящей изучаемые особенности структуры и поведения оригинала, и последующее исследование этой модели с распространением результатов на оригинал называют моделированием. В прикладных науках моделирование проводят с использованием материальных моделей. Материальные модели разделяют на физические и математические. При физическом моделировании процессы в оригинале и физической модели не отличаются по физической природе. Основное отличие между оригиналом и моделью— их размеры. Опытные данные, полученные при исследовании физической модели, представляют в виде уравнений, содержащих критерии подобия (Рейнольдса, Архимеда, Фруда, Пекле, Прандтля, Нуссельта и др.), и безразмерных соотношений геометрических и физических величин. Физическое моделирование сводится к воспроизведению равенства определяющих критериев подобия в модели и оригинале в пределах изменения основных параметров процесса, которые исследованы на модельных установках. В подавляющем большинстве случаев ХТП настолько сложны, что соблюдение подобия модели и оригинала, заключающееся в одновременной идентичности многих критериев подобия, практически невозможно. Кроме этого, современные ХТП иногда не поддаются изучению в чистом эксперименте. Не всегда имеется экспериментальная база и возможности выделения большого числа квалифицированных кадров. [c.88] Поэтому в настоящее время расчет ХТП проводят, как правило, путем математического моделирования. Центральной проблемой при разработке технологом математической модели является создание мысленной модели оригинала, включающей протекание всех основных процессов. Мысленную схему протекания процессов, выраженную языком математики, называют математической моделью. Математическая модель может быть представлена в виде систем уравнений, неравенств, графиков, таблиц, с помощью которых описывается поведение и основные свойства оригинала. Термины математическая модель и математическое описание часто употребляют как синонимы. Составление математического описания процесса в совокупности с рещением полученных уравнений на ЭВМ называют математическим моделированием. [c.89] В соответствии с рассмотренными выще (см. разд. 3.1) уровнями анализа протекания химико-технологического процесса математическая модель ХТП строится путем последовательного перехода описания процесса от низшего уровня его протекания (молекулярный уровень) до высшего (уровень цеха). [c.89] Если описание процесса на молекулярном уровне при известном механизме химической реакции в большинстве случаев может быть ограничено подбором соответствующего числа кинетических уравнений, то анализ кинетических закономерностей протекания гетерогенного ХТП на уровне малого объема (зернах, каплях, пузырьках) требует дополнительного учета переноса вещества и теплоты между фазами. Возможность достаточно точного описания кинетических закономерностей протекания гетерогенных ХТП прежде всего зависит от того, как технолог мысленно представляет протекание основных его стадий в их взаимосвязи или, иначе говоря, насколько мысленная схема или модель протекания процесса отражает его реальные существенные стороны. [c.89] Таким образом, эффективность расчета гетерогенного ХТП в условиях одновременного протекания химической реакции и массо- и теплопереноса возможна лишь на основе математического описания мысленных представл(ений об основных стадиях процесса. [c.89] В последующих разделах рассмотрены наиболее простые и типичные представления и модели, используемые для описания, анализа, расчета гетерогенных ХТП и управления ими для различных систем взаимодействующих фаз. [c.89] Вернуться к основной статье