3. Форма вхідних даних
Вхідні дані вводять безпосередньо в текст програми оператором DATA, для зручності під строчкою заголовка, в тому ж порядку, що і в заголовку, (числа між лініями /…/ відокремлювати комами, дроби писати з десятковою точкою):
DATA AA, АB, EA, EB, EG, ET, T, DT, TP
* / 0.7, 0.98, 2.18, 1.49, 0, 0, 0, 0.1, 1 /
C -----------------------------------------------------------------------------------------------------
DATA CAMIN, CBMAX, I , CA , CB , V , V0 , J1, CA1, CB1
* / 0, 300, 10000, 310, 0, 2000, 2000, 100, 310, 0 /
|
AA, АB |
аА, аВ |
Коефіцієнти в адитивних рівняннях залежності густини електроліту (г/л) від концентрацій компонентів А, В (СА, СВ),
Коефіцієнти
визначаються з табличних даних для
густини однокомпонентних розчинів
[4,5] за формулою
|
|
EA, EB, EG, ЕT |
эA, эВ эG, эT |
Електрохімічні еквіваленти речовин А, В, G, T, г/Агод. Якщо в конкретній системі є додаткові компоненти, що приймають участь в реакціях, їх електрохімічні елементи також вводять до вхідних даних. В даному прикладі EG, ЕT-не використані ( їх можна видалити), а електрохімічні еквіваленти хлору і водню введені безпосередньо числами у відповідні оператори програми GH=…., GCL=…. |
|
T |
t=0 |
Значення часу (годин) на початок модельованого процесу (друкується як перша колонка чисел в таблиці), для аналізу даних зручніше t=0. |
|
DT |
dt |
Крок інтегрування, годин. Досить мале, таке, щоб розрахункових точок динамічної характеристики було не менше 100-500 (для більшості технічних обєктів перехідний процес складає 0.1-5 годин, тоді значення dt буде в інтервалі від 0.1/500=0.0002 до 5/100=0.05 год). При надмірно малих dt зростатиме помилка округлення , а при великих – помилка інтегрування. Максимальна кількість кроків інтегрування задана в програмі параметром циклу КТ=1,5000. Його можна при необхідності зменшити, так, щоб зупинити розрахунки в бажаний момент часу. Наприклад, при записі оператора КТ=1, 500 та DT=0.01 розрахунки закінчаться для моменту часу Т=500*0.01=5 годин ( але якщо ще не виконі умови, вказані в логічних операторах IF). |
|
TP |
|
Число TPDT показує момент часу від початку процесу, для якого буде виведена перша строчка даних. Число dt50 в операторі ТР=.. показує кількість годин між точками, які програма виводить на екран та в файл результатів. Наприклад, якщо крок інтегрування dt=0.1 год, а розрахунок виконується на тривалість технологічного процесу 50 годин, число точок розрахунку буде 500 – надмірно багато і незручно для аналізу (щоб побудувати графік, досить мати 10-15 точок). Якщо ввести TP=1, тоді будуть виведені дані, починаючи з t=1 год , і з інтервалом в 0.150=5 годин. Схема алгоритму дає змогу розрахунок виконати точно (малі dt) , а інформацію виводити обмежену і коротку. |
|
CAMIN, CBMAX |
|
Граничні значення концентрацій компонентів розчину, з точки зору коректності моделювання (CAMIN 0 – витрачувана речовина не може мати відємну концентрацію, CBMAX – концентрація продукту не повинна перевищувати межу його розчинності). Роботу програми достроково зупиняється оператором IF при досягненні вказаних обмежень . |
|
I |
|
Струм електрохімічного апарата, А. |
|
CA , CB |
CA , CB |
Початкові значення концентрацій компонентів розчину А,В (граничні, або в даному випадку - початкові умови системи двох диференційних рівнянь першого порядку). Якщо компонентів розчину більше двох, додають відповідні початкові значення і вводять в текст програми відповідні зміни до оператора вводу даних |
|
V , V0 |
V , V0 |
Початковий
і повний об’єм електроліту в
електрохімічному апараті. Найчастіше
V=V0
.
В окремих випадках можна ввести V
V0
– це
дає можливість моделювати прискорені
режими запускання ЕХА в роботу (чим
менший об’єм ЕХА, тим менша тривалість
перехідного періоду,
|
|
J1 |
|
Швидкість інжектування розчину реагента з ємності 2, або приблизно (бо в загальному випадку J1J ) - швидкість протоку електроліту в проточних ЕХА, л/год |
|
CA1, CB1 |
CA1, CB1 |
Концентрації компонентів розчину у вхідному потоці розчину J1 , г/л. Продукт В у вхідному потоці в реальних системах з’являється як результат роботи замкнутих технологічних циклів, в яких збіднений реагентом електроліт після відокремлення продукту повторно направляється на збагачення реагентом. Якщо в конкретній системі є додаткові компоненти, додають відповідні початкові значення і вводять в текст програми відповідні зміни до оператора вводу даних |
|
DELTA |
|
Помилка при визначенні кінця розрахунку: різниця між значеннями сумарного потоку компонента А в ЕХА в двох сусідніх точках часу (г/годину) |
Модифікація програми.
В програму можна вносити суттєві по об’єму, але прості за складом зміни, якщо конкретний технологічний процес відрізняється від наведеного прикладу. Можливі такі варіанти.
В реакціях приймає участь більша кількість реагентів (наприклад, речовина Z). Тоді
для кожного додаткового реагента вводять одне диференційне рівняння балансу (а в програмі – по два оператори МZ=…., СZ=…..)
вводять значення відповідних електрохімічних еквівалентів ЕZ,..
вводять значення відповідних коефіцієнтів в рівнянні для густини розчину як функції концентрацій реагентів АZ,..
вводять нові доданки до рівняння залежності густини розчину від концентрацій (в операторах R1=.., R2= доданки типу … +АZСZ+…)
Мають місце додаткові реакції з відповідними виходами за струмом. Тоді зміни вносяться до відповідних операторів ВТ1=.., ВТ2=… , а також до операторів МА=…., МВ=…, і т.д., до яких входять потоки речовин в електрохімічних реакціях
ЕХА має дві окремі електродні камери, відокремлені сепаратором (діафрагмою). Це складна переробка програми– вона потребує фактично двох аналогічних блоків для кожної електродної камери окремо, і системи рівнянь переносу компонентів між двома розчинами через сепаратор.
