12.2 Практикалық жұмыс 5-6.

Химия - технологиялық процестердің математикалық суреттеуі физикалық - химиялық үлгілер арқасында

Химия - технологиялық процестер әдеттегі ағады қозғалушыларды фазалардың селдерінде ( паро - газды , сұйықталғандардың және - ), гидродинамикалық заңдылықтың қауырсында ­ қайсы мещениялардың химиялық өндірістердің нәтижелілігіне ықпалын жасауды көрсетеді . Химиялық технология аппараттарының контрукциялардың таңдауы көптегенде необхомен байлаулы ­ қойылатын талап гидродинамикалық шарттардың қамтамасыз ету димостьюы процес өткізулері ­ жапалақтардың . Сондықтан теңдеулерінің негізін теңдік теңдеулерді құрастырады үшін ­ зат токтарының ( көпшіліктің ), жылулықтың ( энтальпияның ) және күштің ( қозғалыс сандары ), жазылған - гидродинамикалық заңдылықтардың олардың қозғалыстың .

Жағдай анау саналған теңдік теңдеулердің мінездемелі ерекшелігімен келеді , не олар айтылулар тиісті қосу , интенсивнос суреттеуші ­ қайнарлардың тисы ( ағындардың ) заттардың , жылулықтың және күштердің , сипаттайтын жылдамдықтың олардың білімнің ( бөлістің ) және шығындаудың ( жұтудың ) селдерде үшін счёт различ ­ ных « элементарлықтардың » физикалық - химиялық процестердің — химиялық реакциялардың , массо - тапсырулар , фазалық асулардың және д . т .

Различ селдерінің гидродинамикалық үлгілері салуға принципшіл болады ­ қиындықтар сырқыра , технологиялық жабдықтау қолданылатын контрукцияларына ең тиістілер . Мына мақсатқа арналған ре физикалық - химиялық үлгілердің құруы жанында ­ селдердің қозғалыс аталатын қиыстырылған гидродинамикалық үлгілері дәл осылай процестердің альныхі қолданылады . Олар ап аймақтарының суреттеулердің қиыстыруы өзімен ұсынады ­ паратов селдердің қозғалыс қарапайым гидродинамикалық үлгілерімен көбірек , чада ­ стности , сана араласу үлгілерінің қиыстырулары , сана ығыстырудың және диффузиялық үлгі однопараметрическойы . Негізгі ерекшелік бұларды үлгілерді томға түзеледі , не олар параметрлердің ең аз санын асырайды :

• Сана араласу үлгісі — объём ;

• Сана үлгі ығыстырудың - объём және ұзындықты ;

• Однопараметрическая диффузиялық үлгі — объём , ұзындықты және бойлай араластыру коэффициенті .

Химия - технологиялық процестер ауыспалылықпен әдеттегі қосады емес ­ сұйықтық қайсы заттық селдерінің , газдың ( екі ) немесе - кішкентай бөлшектердің . Бір фазалы селдер бола алады , е . т . біреу фаза бөлшектерден тұруы тұтас ( сұйықтық мысалы ), қайсылар орналасады - - аппараттың , және көп фазалылармен ( сонымен қатар , екі фазалылармен ), қашан процес әрекеттестік шарттарында жүреді емес ­ қаншалардың фазалардың , мысалы , газ — сұйықтық , сұйықтық — - зат , газ — - зат және д . т . теңдеулердің негізін осыған орай ХТП математикалық суреттеулері селдердің қозғалыс теңдік теңдеулері құрастырады .

Нақты селдердің гидродинамика теңдеулері әдеттегі өте күрделі ( мысалы , Навье - Стокса теңдеулері ) және жалпы түрде жиі жазылған бола алмайды ( мысалы , көп фазалы селдердің артынан жоқ болу артынан усломен шектес тапсырма мүмкіншіліктері ­ фазалардың бөлім - бет вийы ). тәжірибеліде сондықтан құрам ­ математикалық суреттеулердің лениисі әдеттегі қолданады - ( сәнділер ) ұсынудың бөлек фазалардың қозғалушы селдерінің құрылымы туралы — гидродинамичес ­ сана араласу үлгі киесі , сана ығыстырудың және диффузиялық үлгі однопараметрическиесі .

Селдердің аймақтарына арналған , бұлармен - үлгілермен суреттелетіндердің , сәйкестікте гидродинамика теңдік теңдеулері құрастырылады күріш .2.1. Бөлек жалпы оқиғада гидродинамика теңдік теңдеулері жазып алады үшін

• Көпшіліктің ;

• Заттардың ( компоненттердің ) көп құрамды қоспаның ;

• Жылулықтың ( энтальпияның );

• Күштің

Және таратады қозғалушы жүйені бәрін - её толықты - және соз ­ ны ( сана ығыстыру үлгісіне арналған және диффузиялық мо однопараметрическойы ­ бөл ).

Көпшілік селі астында көп құрамды қоспа жалпы көпшілігін , протеканы түсінеді ­ қаралатын жүйеге уақыттардың бірлігіне ющую . Көпшілік сел өлшеу бірлігі , мысалы ,[ кг | сағат ] немесе [ кг | кесті ].

Рис. 2.1. Общий принцип составления балансовых уравнений для идеальных гидродинамических моделей движущихся потоков фаз

Зат селі ( компонентті ) көпшілік селінің шағылыстырамыз жеке келеді . Выб көпшілігіне тек қана термин жатады ­ ранного i - го компонентті . Ве сел өлшеу бірлігі ­ щества ( компонентті ), мысалы ,[ i - го күйелерінің қоспа компоненттісі | сағат ] немесе [ i - го күйелерінің қоспа компоненттісі | кесті ]. заң анықтамасынан көпшілік сақтаулары ереді , не жүйе ішінде компоненттердің селдердің сомасы көпшілік селіне бірдей .

Рис. 2.2. Объект с сосредоточенными параметрами

Жылулық сел немесе энтальпияның жүйе энергетикалық мінездемесімен инженерлердің - келеді . Мына термин астында түсетінге түсінеді ( апарылатын ) уақыттардың бірлігіне ( ) жүйені ( жүйенің ) жылулық саны ( энтальпияның ), - стандарттыға түзеле ­ жылулық сел өлшеу бірлік нию . немесе энталь ­ пии , мысалы ,[ ккал | сағат ] немесе [ ккал | кесті ].

Күш селі ( қозғалыс сандары ) характеризу ­ ется мағынамен әкелгенді ( апарылатынды ) вре бірлігіне ­ мени ( ) күш жүйесіне . Бірлік оның өлшеудің , мысалы ,[ | сағат 2] немесе [ | 2]. кесті

Белгілеп қоюға ереді , Мынау байлаулы анамен теңдеудің күш балансовы жеткілікті сирек жанында қолданылады . емес , олар процедураны маңызды күрделендіреді ре емес ­ МО теңдеулерінің жүйелердің шениясы , сол уақытта қосымша хабар , получае ­ мамырдың қолдануда олардың жанында , ереже сияқты , Теңдеу мына негізінде күш балансовы бұдан былай емес сонша маңызды емес . рассматриваются . Белгілеп қоюға ереді , Мынау байлаулы анамен теңдеудің күш балансовы жеткілікті сирек жанында қолданылады . емес , олар процедураны маңызды күрделендіреді ре емес ­ МО теңдеулерінің жүйелердің шениясы , сол уақытта қосымша хабар , получае ­ мамырдың қолдануда олардың жанында , ереже сияқты , Теңдеу мына негізінде күш балансовы бұдан былай емес сонша маңызды емес . рассматриваются . Белгілеп қоюға ереді , Мынау байлаулы анамен теңдеудің күш балансовы жеткілікті сирек жанында қолданылады . емес , олар процедураны маңызды күрделендіреді ре емес ­ МО теңдеулерінің жүйелердің шениясы , сол уақытта қосымша хабар , получае ­ мамырдың қолдануда олардың жанында , ереже сияқты , Теңдеу мына негізінде күш балансовы бұдан былай емес сонша маңызды емес . рассматриваются .

Литература: 1ocн[33-35], 5доп[247-271].

Практикалық жұмыс №7.

Эмпиризмдік үлгілер ана оқиғаларда қолданылады , қашан немесе ағып жатқан процестердің механизмы туралы хабарға жоқ , немесе олар испольмен суреттеуге жаман беріледі ­ физикалық - химиялық блоктық үлгілердің зованиемі . Мына оқиғада объекті ( ХТП ) алды ­ ставляется аталатынды - жәшік түрінде дәл осылай ( сурет .2.5)— Кибернетика сис ­ тақырыптың , хабармен қайсы жалғыз қолайлыда келеді её кірістер ( ) және шығатындар ( ) өзгергіштер : қайда — вектор кіріс өзгергіштердің , әсер етемін ­ жүйе күй-жағдайына щих және её қасиеттің , - шығатындардың векторы қауырсында ­ менных , жүйелер күй-жағдай сипаттайтын . свойства, - вектор выходных пере­менных, характеризующих состояние системы.

Эмпиризмдік үлгі жалпы оқиғасында салып алады үшін әрбір бөлектің шығатын өзгергіштің барлықтардан тәуелділікте барлық кіріс өзгергіштердің , е . т .входных переменных , т.е.

(7.1) (7.1)

где — (m+1I) коэффициентов эмпирической модели

Функционал тәуелділік нақтылы түрі ( f ) және коэффициенттердің мағыналары ( ) анықталады тәжірибе ­ тап осы ныхтердің , е . т . эмпиризмдік .х данных, т.е. эмпирически.

Дәл осылай нәтижелер сияқты тәжірибелі өлшеулерді кездейсоқ мөлшерлермен келеді , анау исполь олардың өңдеуіне арналған ­ зуется бір ең - әдістерден математикалықтың статистиктар — регресстік және корреляциялық талдау әдісі .

Сәйкестікте регресстік талдауы әдісімен кездейсоқ мөлшермен есептеледі , - тарату нормалы заңымен , ал вектор компоненттері деноминированными ( - ; мөлшерлермен . Ықтималдықтардың теория заңдылықтарына сондықтан , сәйкес , вектор әрбір бекітілген мағынасы жанында мөлшері кездейсоқ мөлшермен келеді - ( тәуелдімен ) ықтималдықтардың шартты таратуымен .ависящим от ) условным распределением вероятностей.

Функция суреттеуіне арналған осыған орай шартты тәуелділік (7.1) қолданылады

Математикалық күтудің кездейсоқ мөлшерлері Y . тәуелділіктің анау ­ кімді үлгіні кері кетушілік теңдеулерімен қабылданған атау ::

(7.2), (7.2)

Ал теңдеу коэффициенттері кері кетушілік теориялық коэффициенттерімен (7.2) аталады . коэффициентами регрессии.

Дәл осылай коэффициенттер сияқты (( )) шек қойылған сұрыптаумен анықталады ( статистикта ) тәжірибелік тап осылардың , онда оларды мағыналар құйып алады нағыздардың ( теориялықтардың ) және белгіленеді ( кері кетушілік аталатын ішінара коэффициенттері дәл осылай ). кері кетушілік пайдаланады - теңдеуімен нәтижесінде , қайсыда орнына матемамен шарттының ­ мөлшер күту тическогосы қатысады её бағалау және коэфпен ішінаралар ­ кері кетушілік фициентысы : фигурирует её оценка и выборочные коэф­фициенты регрессии :

(7.3)

Кері кетушілік үшін - теңдеулері — эмпиризмдік статистикалық сәнге ­ - сұрыптауда тәжірибелік тап осылардың үш қажетті шешу негізгілер үшін ­ жауап берудің :

• Құрылысты теңестіру мақсатын шешу функция нақтылы түр е . (7.3), т . анықтау ;

• Ішінара анықтау ( эмпиризмдіктер ) кері кетушілік коэффициенттері , е . т . ре ­ параметрдік теңестіру мақсатын тігу ;метрической идентификации;

• Статистикалық өткізу ( регресстік және корреляциялық ) алынған нәтижелердің талдауы алынған үлгі қателіктерінің бағалау мақсатымен .

Әдебиет: 1ocн[47-50], 6доп[126-131].