- •А.В. Кравцов, н.В. Ушева, е.А. Кузьменко,
- •1. Моделирование кинетики химических реакций
- •1.1. Лабораторная работа №1 Моделирование кинетики гомогенных химических реакций
- •Этапы развития химической кинетики
- •Основные понятия химической кинетики
- •Общие представления одношаговых методов решения обыкновенных дифференциальных уравнений
- •Варианты заданий
- •1.2 Лабораторная работа №2 Моделирование кинетики гетерогенных химических реакций
- •Кинетика гетерогенных химических реакций
- •Варианты заданий
- •2. Моделирование структуры потоков в аппаратах
- •2.1. Лабораторная работа №3 Исследование гидродинамики насадочного абсорбера
- •Типовые математические модели структуры потоков в аппаратах
- •М f tатематическое описание гидродинамики насадочного абсорбера
- •Варианты заданий
- •Содержание отчета
- •2.2. Лабораторная работа №4 Моделирование процесса смешения технологических потоков нефтехимического производства
- •Математическое описание процесса смешения
- •Варианты заданий
- •3. Моделирование тепловых процессов химической технологии
- •3.1. Лабораторная работа №5 Моделирование теплообменных аппаратов в стационарном режиме
- •Моделирование и интенсификация работы теплообменной аппаратуры
- •Моделирование теплообменных процессов
- •Варианты заданий
- •Пример результатов расчетов
- •4. Моделирование массообменных процессов химической технологии
- •4.1. Лабораторная работа №6 Исследование процесса разделения многокомпонентной смеси в газовом сепараторе
- •Разделение газожидкостных потоков в химико-технологических процессах
- •Расчет однократного испарения многокомпонентной углеводородной смеси
- •Варианты заданий
- •4.2 Лабораторная работа №7 Математическое моделирование процесса ректификации
- •Описание объекта моделирования
- •Основные уравнения модели
- •Варианты заданий и исходные данные для расчета процесса ректификации
- •5. Моделирование химических реакторов
- •5.1. Лабораторная работа №8 Моделирование гомогенных химических реакторов
- •Классификация реакторов
- •Математическая модель реактора идеального перемешивания
- •Математическая модель реактора идеального вытеснения
- •Исследование химического процесса, протекающего в гомогенном реакторе идеального смешения
- •Исследование химического процесса, протекающего в реакторе идеального вытеснения в стационарном режиме
- •Литература
- •Приложения Приложение а Программы расчета кинетики гомогенных химических реакций
- •Расчет кинетики химических реакций методом Эйлера
- •Расчет температурной зависимости скоростей химических реакций с использованием метода Эйлера
- •Расчет кинетики химических реакций методом Рунге-Кутта
- •Приложение б Программа расчета кинетики гетерогенных химических реакций
- •Приложение в Программа расчета гидродинамики насадочного абсорбера
- •Приложение г Программа расчета смесителя
- •Приложение д Программа расчёта теплообменника
- •Приложение е Программы расчета гомогенных химических реакторов
- •Программа расчёта реактора идеального вытеснения
- •Файл с исходными данными
- •Программа расчёта реактора идеального смешения
- •Файл с исходными данными
- •Приложение ж
- •1. Моделирование кинетики химических реакций 3
- •Математическое моделирование химико-технологических процессов
Литература
Панченков Г. М., Лебедев В. П. Химическая кинетика и катализ. – М.: Химия, 1985. – 589 с.
Яблонский Г. С., Быков В. И., Горбань А. И. Кинетические модели каталитических реакций. – Новосибирск: Наука, 1983. – 254 с.
Кафаров В. В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. – М.: Химия, 1988. – 489 с.
Кравцов А. В., Новиков А. А., Коваль П. И. Методы анализа химико- технологических процессов. – Томск: изд-во ТПУ, 1994. – 76 с.
Кафаров В. В., Глебов М. В. Математическое моделирование основных процессов химических производств. – М.: Высш. шк., 1991. – 400 с.
Мойзес О. Е., Коваль П. И., Баженов Д. А., Кузьменко Е. А. Информатика: учеб. пособие. В 2-х ч. – Томск, 1999. – 150 с.
Турчак Л. И. Основы численных методов. – М.: Наука, 1987. – 320 с.
Офицеров Д. В., Старых В. А. Программирование в интегрированной среде Турбо-Паскаль. – Минск: Беларусь, 1992. – 240 с.
Бесков В. С., Флор К. В. Моделирование каталитических процессов и реакторов. – М.: Химия, 1991. – 252 с.
Руд Р., Праустниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей / под ред. Б. И. Соколова. – Л.: Химия, 1982. – 591 с.
Танатаров М. А. и др. Технологические расчеты установок переработки нефти. – М.: Химия, 1987. – 350 с.
Жоров Ю. М. Термодинамика химических процессов. – М.: Химия, 1985. – 458 с.
Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки: справочник / под ред. Е. Н. Судакова. – М.: Химия, 1979. – 568 с.
Кафаров В. В. Разделение многокомпонентных систем в химической технологии. Методы расчета. – М.: Московский химико-технологический институт, 1987. – 84 с.
Приложения Приложение а Программы расчета кинетики гомогенных химических реакций
Обозначения, принятые в программах:
Ca0,Cb0,Cc0,Cd0 – начальные значения концентраций, моль/л, (кмоль/м3);
c – массив текущих значений концентраций, моль/л, (кмоль/м3);
f – массив правых частей уравнений математической модели;
k1,k2(k[i],i=1,2) – константы скорости химических реакций;
(k1[i],i=1,2 – значения констант скоростей химических реакций при температуре Т1);
E[i],i=1,2 – значения энергий активации химических реакций, Дж/моль;
k0[i],i=1,2 – значения предэкспоненциальных множителей констант скорости химических реакций;
tk (ttk) – конечное время (время протекания реакций), с;
t (tt) – текущее время, с;
h – шаг по времени, с;
R – универсальная газовая постоянная;
Tn – начальное значение температуры, К;
Tk – конечное значение температуры, К;
T – текущее значение температуры, К;
hT – шаг изменения температуры, К;
T1 – температура, для которой приведены значения констант, К;
i,j – переменные цикла;
n – число шагов, через которое производится запись результатов в файл;
jn – счётчик шагов;
cm – максимально возможное значение концентрации, моль/л;
dx – шаг сетки графика по оси X, сек;
dy – шаг сетки графика по оси Y, моль/л;
dnx – количество пикселей, соответствующее шагу сетки графика по оси X;
dny – количество пикселей, соответствующее шагу сетки графика по оси Y;
x1,x2,y1,y2 – координаты рамки графика;
gd, gm – параметры графического режима экрана;
ntx – количество линий сетки графика по оси X;
nty – количество линий сетки графика по оси Y;
nx,ny – координаты точки, соответствующей текущему значению концентрации;
s – имя строковой переменной;
F1,d1, r1 – имена файловых переменных.