Скачиваний:
17
Добавлен:
01.03.2016
Размер:
332.49 Кб
Скачать

 

 

2.2. ПЕРЕХОДНЫЙРЕЖИМ В СИСТЕМЕ ИЗ ДВУХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРОТОЧНЫХ РЕАКТОРОВ ИДЕАЛЬНОГО СМЕШЕНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку математическая модель процесса содержит в себе достаточно много констант,

 

имеет смысл задать эти числовые значения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

модели

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и только затем приступать к аналитическому решению данной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при помощи встроенной функции DSolve системы Mathematica. Задавать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

числовые значения констант рекомендуется в рациональной, а не в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

десятичной форме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In[1]:=

k

1

1; k

2

 

2; v

1000; v1

100; V1

1000; V2

 

1500; C0

1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

C

t

 

 

 

 

 

 

 

 

C

01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In[2]:=

sol1

 

k C

1t

C1 '

v

v

 

C

 

t

 

 

 

V ,

v

C

 

 

C1

t

V1

, C1

0

C0, C2 '

t

 

DSolve

 

 

t

k1

C1

 

 

v C0

v1

C2

 

t

 

 

v1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

55

,

 

C1

 

t

, C2

 

t

 

, t

 

FullSimplify

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Out[2]=

 

C1

 

t

 

 

 

 

 

 

205 18 17 t

 

6 238

2 t

 

, C2

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

132 17 t 6

238 2 t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

425

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

425

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итак, аналитическое решение рассматриваемой математической

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

модели при заданных значениях констант имеет

следующий вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In[3]:=

C1

 

1

 

 

205 18 17 t 6

238 2 t

 

; C2

1

 

 

 

 

55 132 17 t

6 238 2 t

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

425

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

425

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Представим

графически полученные результаты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In[4]:= Needs "PlotLegends`"

In[5]:= Plot C1, C2 , t, 0, 10 , PlotRange 0, C0 ,

PlotStyle Thick, RGBColor 1, 0, 0 , Thick, RGBColor 0, 0, 1 , PlotLabel "Графики функций C1 t ,C2 t ", AxesLabel "t", "C" ,

PlotLegend "С1 t ", "С2 t " , LegendPosition 1.3, 0.5 , GridLines Automatic

1.0C

Графикифункций C1 t ,C2 t

 

 

0.8

 

 

 

 

 

 

 

0.6

 

 

 

 

 

 

С1 t

Out[5]=

 

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

0.2

0

2

4

6

8

10 t

С2 t

Графики выглядят аналогично графику функции CA t , полученному в пункте 2.1 см. файл "Лаб.работа5.5.1.nb".

Запишем стационарные концентрации вещества А в первом и втором реакторе соответственно

In[6]:= C1 st 205 425; C2 st 55 425;

Запишем аналитические зависимости,отражающие степень конверсии исходного реагента с течением времени в каждом реакторе

C0 C1

In[7]:=

C0

1

Out[7]= 1 205 18 17 t 6 238 2 t

425

2 Лаб. работа5.5.2.nb

C0 C2

In[8]:=

C0

Out[8]=

1

 

1

 

 

 

 

 

 

17 t 6

238

 

2 t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

425

55 132

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Представим

 

графически полученные результаты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C0 C1

 

C0 C2

C0 C1 st

 

 

C0 C2 st

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In[9]:=

Plot

 

 

 

,

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

,

t, 0, 10

, PlotRange

 

0, C

0

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C0

 

 

 

C0

 

 

 

 

C0

 

 

 

 

 

 

C0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PlotLabel

 

Thick, RGBColor

1, 0, 0

,

Thick, RGBColor

0, 0, 1

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PlotStyle

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

Dotted, Thickness

 

0.01

 

, GrayLevel

 

0

 

,

 

Dotted, Thickness

 

0.01

, GrayLevel

0

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"Степень конверсии исходного реагента

 

"t", "" ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

течением времени в каждом реакторе", AxesLabel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PlotLegend

 

"C0C0C1 ", "C0C0C2

", "C0 CC0

1 st ", "C0 CC0

2 st "

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LegendPosition

1.3, 0.5

, GridLines Automatic

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Степеньконверсииисходногореагента

стечениемвременив каждомреакторе

1.0

C0 C1

0.8

C0

C0 C2

Out[9]= 0.6

C0

C0 C1st

0.4

C0

C0 C2st

0.2

C0

t

0

2

4

6

8

10

Соседние файлы в папке Решенные лекционные задачи