ЭУМК-Моделирование в ХТ / data / lect / osnova / Моделирование в химической технологии2
.pdf
4
Разделы дисциплины и виды занятий
№№ |
Название раздела |
Л |
ПЗ |
ЛР |
|
п/п |
|||||
|
|
|
|
||
|
Очная форма обучения |
|
|
|
|
1 |
Введение |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
Математическое моделирование химико |
10 |
10 |
6 |
|
|
технологических процессов |
|
|
|
|
3 |
Математические модели структуры потоков в аппа |
8 |
|
|
|
|
ратах |
|
|
|
|
4 |
Математические модели, составленные экспери |
8 |
|
6 |
|
|
ментально статистическим методом |
|
|
|
|
5 |
Методы оптимизации химико технологических |
8 |
|
6 |
|
|
процессов и нахождения экстремума функций |
|
|
|
|
|
Итого |
36 |
10 |
18 |
Очно заочная форма обучения
1Введение
2Математическое моделирование химико технологических процессов
3Математические модели структуры потоков в аппа ратах
4Математические модели, составленные экспери ментально статистическим методом
5Методы оптимизации химико технологических процессов и нахождения экстремума функций.


Итого
2 |
|
|
|
4 |
18 |
12 |
|
4 |
|
|
|
6 |
|
12 |
, |
|
|
|
|
2 |
|
12 |
|
18 |
18 |
36 |
|
Рекомендуемая литература
|
Основнаялитература: |
|
||
|
1. |
Гартман Т. .Н Основы компьютерного моделирования химико технологических процессов:Учеб . |
||
|
|
Пособие для вузов / Т. .Н Гартман, Д.В. Клушин. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. – 416. с |
||
. |
2. |
Самойлов Н. А Моделирование в химической технологии и расчет реакторов:Учеб . пособие. – |
||
|
« |
УфаООО: |
Монография», 2005. – 224. с |
|
|
3. |
Виноградов В.М., Колесников И.М., Винокуров В.,.А Любименко В..А Моделирование в химии. |
||
|
|
Учебное пособие (Серия «Химическая кибернетика« |
»). – М.: ФГУП Изд во Нефть и газ» РГУ нефти |
|
|
|
и газа им. И.М. Губкина, 2003. – 161. с |
|
|
|
4. |
Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических |
||
|
|
производств. –М.: Высш. шк., 1991. – 400. с |
|
|
|
5. |
Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии, . – М.: Химия 1976. –463 с. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
61 |
|
Таблица Матрица6.8 |
трехфакторного композиционного |
|
|
|
|
||||
|
плана второго порядка |
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
Фрагмент плана |
x1 |
|
x2 |
x3 |
у |
|
||
опыта |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
+1 |
|
|
+1 |
+1 |
y1 |
|
2 |
|
|
1 |
|
+1 |
+1 |
y2 |
|
|
3 |
|
|
+1 |
|
|
1 |
+1 |
y3 |
|
4 |
|
|
1 |
|
1 |
+1 |
y4 |
|
|
5 |
|
Ядре плана |
+1 |
|
|
+1 |
1 |
y5 |
|
6 |
|
|
1 |
|
+1 |
1 |
y6 |
|
|
7 |
|
|
+1 |
|
|
1 |
1 |
y7 |
|
8 |
|
|
1 |
|
1 |
1 |
y8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
+ α |
|
0 |
0 |
y9 |
|
|
10 |
|
|
α |
|
0 |
0 |
y10 |
|
|
11 |
|
|
0 |
|
|
+ α |
0 |
y11 |
|
12 |
Опыты в «звездных» точках |
0 |
|
|
α |
0 |
y12 |
|
|
13 |
|
|
0 |
|
|
0 |
+ α |
y13 |
|
14 |
|
|
0 |
|
|
0 |
α |
y14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
Опытв центреплана |
0 |
|
|
0 |
0 |
y15 |
|
|
|
Есличислофакторовбольшечетырех товкачествеядрапланацелесообразноиспользо |
||||
ватьдробныйфакторныйэксперимент. ОбщеечислоопытовЦКПрассчитываетсяпоформуле |
|||||
|
|
|
Nцкп=Nя+Nзв+Nо |
|
|
|
где Nчислоя — опытов в ядре плана |
; |
|
|
|
|
Nзвчисло— опытов в |
«звездных» точках; |
|
||
|
Nчисло— центральных опытов |
. |
|
|
|
|
Очевидно, Nзв =2nт, . е. вдвое превышает количество факторов. |
|
|||
пяти |
ИзструктурыЦКПследует, чтокаждыйфакторварьируетсяна |
уровнях: |
|||
|
|
|
1,α, |
0, +1, +α. |
|
|
Таким образом, если с помощью полного или дробного факторного эксперимента невоз |
||||
можно получить адекватного математического описания поверхности отклика, следует пе |
|||||
рейти |
к центральному композиционному |
плану второго порядка, добавив опыты в |
|||
«звездных» точках и в центре плана. |
|
|
|
||
Известны два вида центрального композиционного планирования — ортогональное и ротатабельное. Сокращенно их называют ОЦКП и РЦКП. Существуют и некомпозицион
2 |
63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
я |
я зв |
|
|
я |
|
|
|
|
(6.32) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В ОЦКП второго порядка не накладывается никаких ограничений. |
на число опытов в цен |
||||||||||||||||||||||||
тре плана No. Обычно принимают N0=1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
В таблицеприведены6.9 |
основные характеристики ОЦКП |
. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
Таблица Основные6.9 |
характеристикиортого |
|
нальногоцентральногокомпози |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
ционногопланирования |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
n |
|
|
|
Na |
|
|
N3B |
|
|
No |
|
|
N |
|
|
α |
|
|
|||||
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
4 |
|
|
1 |
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
3 |
|
|
|
23 |
|
|
6 |
|
|
1 |
|
|
|
|
15 |
|
|
|
1,215 |
|
|
||||
|
4 |
|
|
|
24 |
|
|
8 |
|
|
1 |
|
|
|
|
25 |
|
|
|
1,414 |
|
|
||||
|
5 |
|
|
25 1 |
|
|
10 |
|
|
1 |
|
|
|
|
27 |
|
|
|
1,547 |
|
|
|||||
|
В таблице 6.10 представлена матрица ортогонального центрального композицион |
|||||||||||||||||||||||||
ного планирования для двух факторов. При ее построении использованы вспомогатель |
||||||||||||||||||||||||||
ные переменные: |
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
3 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
(6.33) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
(6.34) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
3 . |
|
|
|
|
|
|
|
||
Таблица6.10 МатрицаОЦКПдля двух факторов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Номер |
|
|
Фрагмент |
|
|
х1 |
х2 |
|
х1 х2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
y |
|||||
опыта |
|
плана |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
+1 |
+1 |
|
|
+1 |
|
|
|
+0,33 |
|
+0,33 |
|
|
y1 |
|||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
+1 |
|
|
|
|
|
+0,33 |
|
|
+0,33 |
|
|
y2 |
|||||
|
|
|
Ядро |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
|
|
|
|
|
+ 1 |
1 |
|
|
1 |
|
|
|
+0,33 |
|
|
+0,33 |
|
|
y3 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
+0,33 |
|
|
+0,33 |
|
|
y4 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
+1 |
0 |
|
|
0 |
|
|
|
+0,33 |
|
|
0,67 |
|
|
y5 |
||||
6 |
|
|
« Звездные» |
|
1 |
0 |
|
|
0 |
|
|
|
+0,33 |
|
|
0,67 |
|
|
y6 |
|||||||
7 |
|
|
|
точки |
|
|
0 |
+1 |
|
|
0 |
|
|
|
0,67 |
|
|
+0,33 |
|
|
y7 |
|||||
8 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
0 |
|
|
|
0,67 |
|
|
+0,33 |
|
|
y8 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
Центр |
|
|
0 |
0 |
|
|
0 |
|
|
|
0,67 |
|
|
0,67 |
|
|
y9 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
