Опис технологічної схеми процесу

Опис схеми виконується у текстовому редакторі Word згідно позначок на технологічній схемі процесу. Позначки апаратів на схемі та у опису повинні співпадати.

Результати розрахунку, їх аналіз

Результати розрахунку термодинамічних величин, матеріального та теплового балансу виконуються у редакторі електронних таблиць Excel. Де описується кожна дія: спочатку у вигляді тексту записується формула розрахунку та формула з позначками цифр, які використовуються у даній формулі, далі йде її програмування. Результати матеріального та теплового балансу представити у вигляді таблиці, яка зроблена за допомогою електронних таблиць Excel. Результати термодинамічного аналізу процесу повинні бути представлені також у вигляді графічної залежності. Усі розрахунки повинні бути запрограмовані.

Також у електронних таблицях Excel знайти математичну залежність ряду експериментальних даних за допомогою методів математичного моделювання.

Математична модель хіміко-технологічної системи

Хіміко-технологічна система представлятиме собою сукупність взаємозв’язаних технологічними потоками та діючих як одне ціле апаратів, у яких здійснюється визначна послідовність технологічних дій – підготовка сировини до хімічного перетворення, хімічне перетворення, виділення й очистка цільових продуктів.

Рис. Хіміко-технологічна система (ХТС)

1 – стадія підготовки сировини до хімічного перетворення; 2 – хімічне перетворення; 3 – виділення та очистка продуктів.

Стан системи залежить від конструкційних параметрів ХТС і технологічного режиму. Конструкційні параметри ХТС – геометричні характеристики елементів системи (об’єм, діаметр, висота та інші). Параметри технологічного режиму ХТС – сукупність параметрів усередині елемента, що впливає на швидкість технологічного процесу, вихід і якість продукції. До них відносяться концентрації реагентів, температура, тиск, активність каталізатора, гідродинаміка потоку.

На показники ХТС впливають показники роботи окремих її елементів, в яких одночасно перебігають фізичні та хімічні процеси. Послідовний опис або зображення процесів і відповідних їм апаратів називається технологічною схемою ХТС.

Технологічні схеми ХТС поділяються на два основних типи:

1). з відкритим ланцюгом;

2). циклічні (циркуляційні, кругові, замкнуті).

Схема з відкритим ланцюгом складається з апаратів, крізь які усі реагуючи компоненти або одна з взаємодіючих фаз проходитиме лише один раз. Якщо ступінь перетворення в одному апараті невеликий, то включатимуть послідовно декілька однотипних апаратів.

Циклічна схема передбачає багатократне повертання в один той самий апарат усіх реагуючих мас або однієї з фаз в гетерогенному процесі до досягнення необхідного ступеня перетворення початкових речовин.

Математичні моделі – формалізоване уявлення системи, яке дозволяє аналізувати її математичними методами, у тому числі математичним моделюванням. Математичні моделі поділяються на символічні та іконографічні.

Символічні математичні моделі – у вигляді формул, рівнянь та інше передають взаємозв’язок між елементами, параметрами та показниками ефективності функціювання системи.

Іконографічні математичні моделі – у графічному вигляді відображають якісні властивості ХТС або кількісні співвідношення між параметрами ХТС.

Узагальнені моделі – якісні моделі. Вони дають загальну уяву про функціювання ХТС, про елементи, про істотну сировину, проміжні та кінцеві продукти ХТС. Бувають двох типів – операційно-описова та іконографічна.

Операційно-описова узагальнена модель – даватиме спрощене уявлення про ХТС, тобто словесні відомості про функціювання системи. Ці моделі включатимуть хімічну схему процесу, в основу якої закладено хімічні реакції, що перебігають при переробці сировини. Може включати специфікацію основного устаткування, відомості про сировину та продукцію, що випускається, параметри процесу.

Іконографічні узагальнені моделі – представлятимуть ХТС у графічному відображені. Дозволяє отримати наочне уявлення про спосіб зв’язку окремих елементів системи.

Технологічна схема ХТС показую тип і спосіб зв’язку елементів, послідовність технологічних дій. Для цього кожний елемент має загальноприйняте зображення, зв’язки між ними (технологічні зв’язки) відображаються у вигляді стрілок.

Структурна схема ХТС включатиме елементи ХТС у вигляді блоков, що мають входи та виходи. Показує технологічні зв’язки між блоками, які вказують напрямок руху матеріальних та енергетичних потоків системи.

Операторна система ХТС побудована таким чином, що кожний елемент ХТС представлятиме собою сукупність декількох типів технологічних операторів.

Технологічний оператор ХТС – це елемент ХТС, у якому відбувається якісне або кількісне перетворення фізичних параметрів вхідних матеріальних та енергетичних технологічних потоків у фізичні параметри вихідних матеріальних та енергетичних потоків, які є результатом перебігу в ньому хімічних або фізичних процесів.

Технологічні оператори ХТС

основні		допоміжні
	хімічне перетворення		нагріву та охолонення
	масообміну		стискування та розширення
	змішування		зміна агрегатного стану речовини
	розділення