Voprosy_k_zachetu_s_otsenkoy_po_modelirovaniyu_KhTP_2022_g_bakalavry (1)
.docxВопросы к зачету с оценкой
по дисциплине: «Моделирование химико-технологических процессов»
(весенний семестр 2021/2022 уч. год - баклавры)
Моделирование стационарного режима изотермического процесса химического превращения в проточном реакторе идеального перемешивания с простейшей стехиометрией последовательной реакции A-P-S. Определение оптимального времени пребывания потока в реакторе.
Моделирование стационарного режима изотермического процесса химического превращения в проточном реакторе идеального перемешивания с простейшей стехиометрией обратимой реакции A=P. Определение оптимальной температуры в в реакторе.
Моделирование изотермического процесса химического превращения в периодическом реакторе с мешалкой с последовательной реакцией A-P-S и определение оптимального времени реакции.
Моделирование стационарного процесса теплопередачи с движущимися потоками типа “смешение-смешение”. Математическое описание процесса и принимаемые допущения. Математическая формулировка задачи и алгоритмы её решения.
Моделирование стационарного процесса теплопередачи с движущимися потоками типа “смешение-вытеснение”. Математическое описание процесса и принимаемые допущения. Математическая формулировка задачи и алгоритмы её решения.
Моделирование стационарного процесса теплопередачи с движущимися потоками типа “вытеснение-вытеснение (прямоток)”. Математическое описание процесса и принимаемые допущения. Математическая формулировка задачи Коши с начальными условиями и алгоритмы её решения.
Моделирование стационарного процесса теплопередачи с движущимися потоками типа “вытеснение-вытеснение (противоток)”. Математическое описание процесса и принимаемые допущения. Математическая формулировка краевой задачи и алгоритмы её решения.
Оптимизация стационарного процесса теплопередачи с движущимися потоками типа “смешение-смешение” при требуемой тепловой нагрузке с целью определения оптимальной площади поверхности теплопередачи и оптимального расхода одного из теплоносителей. Выбор экономического критерия оптимальности для решения задачи. Обоснование выбора ресурса оптимизации (оптимизирующей переменной).
Моделирование микрокинетики произвольной химической реакции. Формирование матрицы стехиометрических коэффициентов сложной химической реакции. Определение числа ключевых компонентов химической реакции с применением матрицы стехиометрических коэффициентов. Закономерности для вычисления скоростей отдельных стадий химической реакции и скоростей реакции по отдельным компонентам. Задание температурной зависимости констант скоростей реакции. Определение скорости выделения (поглощения) тепла в химических реакциях. Учет тепловых эффектов отдельных стадий экзотермических и эндотермических реакций.
Математическое описание стационарного гомогенного процесса в проточном реакторе с мешалкой и рубашкой с произвольной стехиометрией реакции. Выбор алгоритма решения прямой задачи моделирования с применением информационной матрицы системы уравнений математического описания. Блок-схема алгоритма решения задачи моделирования.
Математическое описание нестационарного гомогенного процесса в проточном реакторе с мешалкой и рубашкой с произвольной стехиометрией реакции. Выбор алгоритма решения прямой задачи моделирования с применением информационной матрицы системы уравнений математического описания. Блок-схема алгоритма решения задачи моделирования.
Математическое описание стационарного гомогенного процесса в проточном трубчатом реакторе с рубашкой (теплоноситель движется в режиме прямотока) с конкретной стехиометрией реакции. Выбор алгоритма решения прямой задачи моделирования с применением информационной матрицы системы уравнений математического описания. Блок-схема алгоритма решения задачи моделирования.
Математическое описание стационарного гомогенного процесса в проточном трубчатом реакторе с рубашкой (теплоноситель движется в режиме противотока) с конкретной стехиометрией реакции. Выбор алгоритма решения прямой задачи моделирования с применением информационной матрицы системы уравнений математического описания. Блок-схема алгоритма решения задачи моделирования.
Математическое описание нестационарного гомогенного изотермического процесса в проточном трубчатом реакторе с простейшей стехиометрией реакции A-P. Выбор способа дискретизации системы дифференциальных уравнений с частными производными. Начальные и граничные условия задачи моделирования. Алгоритм решения прямой задачи моделирования.
Теоретические физико-химические и эмпирические регрессионные модели химико-технологических процессов. Прямые и обратные задачи построения математических моделей и алгоритмы их решения. Структурная и параметрическая идентификация математических моделей. Анализ параметрической чувствительности процессов. Постановка и решение задачи оптимизации. Инструменты для решения задач компьютерного моделирования – пакеты компьютерной математики (ПКМ) и пакеты моделирующих программ (ПМП).
Построение моделей линейной и нелинейной регрессии. Основные допущения регрессионного анализа. Определение коэффициентов математических моделей в случае линейной и нелинейной регрессии. Оценка погрешностей регрессионных уравнений.
Пассивный эксперимент и обработка его результатов методом регрессионного анализа. Выбор уравнений для описания экспериментальных данных. Определение коэффициентов регрессии. Оценка значимости коэффициентов и определение адекватности математических моделей.
Активный полный факторный эксперимент (ПФЭ) и обработка его результатов. Выбор уравнений для описания экспериментальных данных. Определение коэффициентов регрессии. Оценка значимости коэффициентов и определение адекватности регрессионных моделей.
Ортогональное центральное композиционное планирование экспериментов (ОЦКП) и обработка его результатов. Выбор уравнений для описания экспериментальных данных. Определение коэффициентов регрессии. Оценка значимости коэффициентов и определение адекватности регрессионных моделей.
Оптимизация экспериментов методом Бокса-Вильсона. Применение градиентного метода. Определение оптимальных условий с применением ПФЭ и ОЦКП.