22

Оглавление:

Введение…………………………………………………………………………...5

1 Определение параметров уравнения Аррениуса……………………….……..7

2 Определение оптимальной температуры. Расчёт скорости химической реакции……………………………………………………………….….…….…10

3 Расчёт установки для получения продукции реакции…………..…….….…12

4 Проверка процесса на температурную устойчивость……………..…...……17

Заключение……………………………………….………………………...…….19

Список использованных источников……………………………..……….……20

Реферат

20 стр., 2 рисунка, 3 таблицы, 4 источников.

Оптимизация технологического процесса в каскаде реакторов идеального смешения.

Уравнение Аррениуса, энергия активации, константа скорости, оптимальная температура, максимальная скорость реакции, оптимизация процесса, степень превращения реакции, суммарный реакционный объём аппарата, влияние температуры на суммарный объём.

Объектом исследования служит каскад реакторов идеального смешения, состоящий из двух аппаратов.

Цель работы - по заданным исходным данным рассчитать установку для получения вещества В из вещества А, с минимальным суммарным объемом. При расчёте каскада реакторов использован аналитический метод оптимизации детерминированных моделей.

Эффективность спроектированной установки обеспечивает оптимальная температура и минимальный суммарный реакционный объём.

Введение

Под химической технологией в широком значении этого слова понимается научное описание методов и средств производства в химической промышленности. Этим и обусловлено бурное развитие методов математического моделирования как дисциплины. Процессы химической технологии включают химическую переработку сырья, основанную на сложных по своей природе химических и физико-химических явлениях. Современная химическая технология, используя достижения естественных и технических наук, изучает и разрабатывает совокупность физических и химических процессов, машин и аппаратов, оптимальные пути осуществления этих процессов и управления ими при промышленном производстве различных веществ, продуктов, материалов, изделий. Значительный прогресс в химической технологии в последние годы связан с применением современных вычислительных средств для решения теоретических и прикладных задач. Применение вычислительной технике не только позволило ставить и решать сложные задачи, но и обогатило химическую технологию новыми подходами к их решению, связанными с математическим моделированием и системными исследованиями.

Химическая промышленность является одной из ведущих отраслей российской промышленности; ей принадлежит определяющая роль в ускорении научно-технического прогресса, повышении эффективности общественного производства, материального и культурного уровня жизни людей. Научной основой химической и смежных с нею отраслей промышленности является химическая технология, а базой технического прогресса этих отраслей – химическое машиностроение.

Большинство процессов химической технологии имеют двойственную детерминированно-стахостическую природу, проявляющуюся в наложении стахостических особенностей гидродинамической обстановки в аппарате на процессы массо-, теплопереноса и химического превращения. Это объясняется случайным взаимодействием составляющих компонентов фаз или случайным характером геометрии граничных условий в аппарате. Подобного рода системы характеризуются чрезвычайно сложным взаимодействием составляющих их фаз и компонентов, вследствие чего изучение их с позиции классических детерминированных законов переноса и сохранения становится невозможным. Ключ к решению этой проблемы даёт метод математического моделирования, базирующийся на стратегии системного анализа, сущность которой заключается в представлении процесса как сложной взаимодействующей иерархической системы с последующим качественным анализом её структуры. Разработкой математического описания и оценкой неизвестных параметров. Под математическим моделированием понимается изучение свойств объекта на основе математической модели. Его целью является определение оптимальных условий протекания процесса. Управление им на основе математической модели и перенос результатов на объект.

Исходные данные

В двух последовательно расположенных аппаратах идеального смешения производительностью , при степени превращения и начальной концентрацией и протекает реакция, описываемая уравнением типа:

Рассматриваемая реакция является гомогенной, и будет протекать в среде высококипящего растворителя.

Взяв в качестве критерия оптимизации суммарный объём всех ступеней каскада двух аппаратов, нам необходимо рассчитать установку для получения вещества В из вещества А при следующих исходных данных:

• степень превращения

• объёмный расход вещества через аппарат

• начальные концентрации

• количество аппаратов в каскаде.

Также нам задана зависимость констант скорости реакции от температуры, которая представлена в виде таблицы 1.

Таблица 1.

Зависимость константы скорости химической реакции от температуры.

T, K	300	350	400	450	500	550