Смешение моделирование

Для наглядности равенства (11.35) и (11.37), связывающие X и у при = 1, а также значение величины селективности V изображены в виде кривых на треугольной диаграмме (рис. 12). Из анализа кривых следует, что с увеличением степени превращения X скорость побочной реакции увеличивается, при этом селективность уменьшается в обоих типах реакторов, всегда оставаясь меньшей в реакторе полного перемешивания. Например, при степени превращения X = 0,6 селективность процесса в реакторе полного вытеснения составляет 0,61, а в реакторе полного смешения — только 0,4. Снижение селективности наблюдается и при переходе от реактора периодического действия к реактору непрерывного действия, что весьма существенно при моделировании и объясняется различным уровнем концентрации целевого продукта в начальный и конечный моменты времени пребывания в аппарате. [c.34]

Оригинальным направлением в моделировании процессов смешения является создание универсальной линеаризованной модели, в основу которой положены следующие принципы, справедливые для любых процессов смешения [12] [c.180]

Предлагаемая читателю монография представляет восьмую книгу в единой серии работ авторов под общим названием Системный анализ процессов химической технологии , выпускаемых издательством Наука с 1976 г. Семь предыдущих монографий 1. Основы стратегии, 1976 г. 2. Топологический принцип формализации, 1979 г. 3. Статистические методы идентификации объектов химической технологии, 1982 г. 4. Процессы массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы, 1983 г. 5. Процессы измельчения и смешения сыпучих материалов, 1985 г. 6. Применение метода нечетких множеств, 1986 г. 7. Энтропийный и вариационный методы неравновесной термодинамики в задачах анализа химических и биохимических систем, 1987 г.) посвящены отдельным вопросам теории системного анализа химико-технологических процессов и его практического применения для решения конкретных задач моделирования, расчета, проектирования и оптимизации технологических процессов, протекающих в гетерогенных средах в условиях сложной неоднородной гидродинамической обстановки. [c.3]

Тот факт, что массопередача в секциях тарельчатой колонны имеет нестационарный характер, подтверждается результатами многочисленных исследований [50—52]. В этих условиях для расчета необходимо только и.меть представление о характере распределения концентраций в фазах. Известны два различных подхода к физическому моделированию тарельчатых колонн. Согласно одному из них, колонна может быть представлена в виде дифференциального контактора, в котором концентрации в каждой из фаз являются однозначными и монотонными функциями координаты [53—56]. Другой подход заключается в разделении колонны на ряд секций, в которых имеет место определенное смешение в каждой из фаз [57, 58]. [c.252]

Необходимо особо подчеркнуть, что уровень общности модуля зависит от типа элементов или технологических операторов ХТС. Например, модули химического превращения обычно специализируются по отношению к кинетическим характеристикам, к гидродинамической структуре потоков и к режиму теплообмена в реакторе. Модули типа смешение и типа расширение — сжатие (отображающие работу насосов) легко сделать широко специализированными илп общими для моделирования различных ХТС. [c.62]

Современный НПЗ состоит из большого числа различных технологических установок (первичной переработки нефти, производства этилена, газофракционирования и т. д.), установок смешения для получения топливных и топливно-нефтехимических продуктов. Комплексное проектирование и тем более синтез НПЗ как единого целого практически не представляется возможным и выполняется обычно по отдельным установкам. Основу этих расчетов составляют модули и пакеты программ подсистемы Технология , используемые в рамках подсистемы моделирования и оптимизации технологических схем НПЗ (рис. 10.6). [c.571]

В системе моделирования ректификационных колонн для характеристики движения пара в массообменном пространстве принята модель вытеснения, а для движения жидкости — модели смешения, вытеснения и комбинированные модели [39, 47]. [c.127]

Как правило, один элемент ХТС может быть описан совокупностью нескольких модулей. Так, многослойный контактный реактор при моделировании ХТС производства серной кислоты представляется математической моделью в виде совокупности нескольких модулей химического превращения, нагрева и смешения — разделения. [c.327]

Важно отличать модули и элементы ХТС, для моделирования которых используются эти модули. Имеется несколько различных элементов, которые рассчитываются по одному модулю. Так, нанример, расчет но модулю смешения [c.330]

Моделирование процесса смешения как решение задачи цепей Маркова случайного блуждания с непрерывным источником позволяет исследовать этот процесс при осложнении его химической реакцией произвольного порядка при взаимодействии молекул, соответствующем полному смешению. [c.264]

Результаты моделирования процессов могут быть не реализованы на практике при возможных отклонениях от принятого технологического режима работы реактора. Эти отклонения обусловлены неоднородностями смешения исходных веществ и условий подогрева и охлаждения реакционной смесн, а также неоднородностью потока, проходящего через слой катализатора, неравномерным подводом смеси в аппарат и отводом из него потока и т. д. Поэтому для устранения различных неоднородностей и достижения прежде всего полноты смешения реагентов и равномерного распределения потока нужна проверка разрабатываемых конструкций реакторов на их упрощенных моделях. [c.520]

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ УКРУПНЕНИЯ И СМЕШЕНИЯ В ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЯХ ПРИ ПОДГОТОВКЕ НЕФТЕЙ [c.109]

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СМЕШЕНИЯ [c.122]

Главная задача, решаемая при моделировании процесса окисли ной регенерации в слое катализатора,-предсказание зависимости изме> нения основных параметров процесса (температуры газа и слоя, состава газа и среднего содержания кокса на катализаторе) в зависимости от пространственных координат слоя и времени выжига кокса. Особенности регенерации слоя катализатора зависят, естественно, от начальных условий состава газа, входной температуры и массы отложившегося на катализаторе кокса. Скорость выжига кокса в слое катализатора существенным образом зависит также от относительной скорости протекания частных процессов переноса тепла и вещества в слое и на его границах, продольного и радиального смешения в слое. [c.83]

С точки зрения математического моделирования (при упрощенном подходе) барботажные колонны, не секционированные горизонтальными перегородками, обычно относят к аппаратам идеального смешения по жидкой фазе и вытеснительного типа по газовой. При секционировании каждая секция рассматривается как аппарат идеального смешения. [c.9]

При математическом моделировании реакторы с мешалками рассматривают как аппараты идеального смешения, но физическое их моделирование пока еще не отработано. Практика показала, что при переходе от малой модели к промышленному аппарату наблюдается снижение его эффективности. [c.12]

Время пребывания жидкости в аппарате невелико, поэтому его целесообразно использовать для быстрых реакций, протекающих в диффузионной области. Расходная скорость газа существенного влияния на массоперенос не оказывает. Аппарат обладает малыми сопротивлениями как по газовой, так и по жидкой фазам. При математическом моделировании его можно рассматривать как аппарат идеального смешения по газовой фазе и вытеснения по жидкой. [c.16]

Для каждой разновидности радиационного режима теплообмена характерна определенная, оптимальная степень черноты пламени, при которой теплоотдача является наибольшей. Оптимальная степень черноты пламени тем ниже, чем больше эксцентриситет излучения в сторону футеровки, т. е. чем больше роль футеровки как посредника в теплообмене. Необходимо стремиться каждую разновидность радиационного теплообмена эксплуатировать в оптимальных для нее условиях, и поэтому для прямого направленного теплообмена целесообразно применение сортов топлива с большим содержанием углеводородов, особенно тяжелых. К ним в первую очередь. относятся мазуты марок 80 и 100 и попутный нефтяной газ. Подачу топлива рекомендуется осуществлять малым числом длиннопламенных горелок с внешним смешением. Факелы должны сохранить свою индивидуальность возможно дольше, поэтому циркуляция газов в рабочем пространстве противопоказана и должна быть сведена к минимуму. Факелы направляются на поверхность нагрева под углом, причем угол наклона устанавливается с помощью физического моделирования или опытным путем. В силу указанного при конструировании горелочных устройств следует предусматривать возможность изменения угла наклона. Все сказанное выше особенно важно для предельного случая прямого направленного теплообмена. [c.83]

Моделирование процессов смешения [c.52]

В основе моделирования состояния частичной сегрегации, как правило, лежит предположение о том, что часть реакционной среды находится полностью в сегрегированном состоянии, а часть — в состоянии микросмешения. Соотношение объемов зон аппарата, в которых осуществлено смешение на уровне отдельных молекул и элементов жидкости, зависит от режима перемешивания и конструкции реактора. [c.54]

Смешение, в частности смешение вязких жидкостей,— наименее изученная (в теоретическом отношении) элементарная стадия процесса переработки полимеров. Некоторые теоретические аспекты смешения изучены достаточно хорошо, однако количественные методы оценки, описанные в гл. 7, слишком сложны, а для достижения эффективного смешения часто требуется сложное по конструкции оборудование. Теоретический анализ трудно использовать практически при моделировании и конструировании смесителей. Тем не менее рассмотрение основных принципов смешения и относительно простых конструкций смесителей позволяет сформулировать некоторые общие рекомендации по конструированию смесителей и анализу качества смешения. [c.371]

На основе этих кинетических данных выполнено математическое моделирование и сделан сопоставительный анализ различных типов реакторов димеризации этилена. С применением ЭВМ выполнены расчеты реактора смешения и каскада таких реакторов, а также трубчатых реакторов. Определено время пребывания т, необходимое для достижения заданной конверсии этилена в реакторах смешения и вытеснения при одних и тех же начальных условиях (табл. 10), и показано, что значение т Для реакторов смешения выше, чем для реакторов вытеснения [22, с. 44]. [c.57]

Гибридизация валентных (внешних) орбиталей -и-смешение и выравнивание по форме и энергии орбита-лей (гибридная орбиталь асимметрична и сильно вытянута по одну сторону от ядра). Гибридизация осуществляется тогда, когда в образовании связей данного атома участвуют электроны разного типа (например, 5- и р-электроны). Число гибридных орбиталей равно числу исходных. Вид гибридизации определяется числом и видом электронных орбиталей, участвующих в гибридизации. Так, например, 5/ -гибридизация говорит о том, что в гибридизации участвуют одно з-облако и три р-облака. Это один из примеров моделирования в химии. [c.178]

Начиная с первичных публикаций (31], в которых рассматриваются вопросы компаундирования авиабензинов с применением метода линейного программирования, оптимизации процесса смешения нефтепродуктов посвящено значительное число работ теоретического и прикладного характера. Большое внимание, уделяемое моделированию и оптимизации процессов смешения, объясняется тем, что операция смешения является завершающей в производстве товарной продукции, а для математического описания - самой сложной. [c.16]

Различного рода возмущающие воздействия, вызывающие изменения качественных показателей полупродуктов, могут быть скомпенсированы соответствующей корректировкой технологического режима на последующих стадиях в пределах производственного блока или за счет изменения пропорций смешения в товарном блоке. Что касается результатов реализации процесса смешения, то здесь отклонения качественных показателей товарных продуктов от требуемых значений могут быть скомпенсированы только за счет повторной подобной операции, а это сопряжено с дополнительными материальными затратами и потерей времени. Ограничения, накладываемые на качество товарной продукции, много жестче ограничений, налагаемых на качество полупродуктов число лимитируемых качественных показателей для товарной продукции также больше, чем для полупродуктов. Данное обстоятельство приводит к тому, что фактически к точности моделирования процессов смешения предъявляются более жесткие требования, чем к моделям остальных процессов. Если к тому же учесть существенно нелинейный характер ряда функциональных характеристик, описывающих процесс смешения, то станет понятно, какие сложности возникают при моделировании и оптимизации процессов смешения. [c.16]

Аппроксимация допустимой области производственных возможностей нефтеперерабатывающего завода обеспечивается за счет отражения в модели вариантов режимов технологических установок и вариантов технологических способов смешения конечного продукта. В этой модели нашли более четкое отражение особенности моделирования процессов производственного и товарного блоков и определилась структура системы основных ограничений моделей планирования нефтеперерабатывающих производств, которая сохраняется практически и в моделях с переменными параметрами, а также в некоторых вариантах вероятностных постановок. [c.43]

Основой для рассмотрения гидродинамических закономерностей процесса в технологических аппаратах являются законы классической механики. Однако в целом ряде практически важных случаев сложность конструктивного оформления аппаратов, фи-зико-химические особенности используемых сред не позволяют непосредственно применять уравнения гидромеханики для анализа и моделирования гидродинамической составляющей процесса. В этих условиях наиболее эффективно использование формализованных представлений о движении частиц потока в аппарате в виде математических моделей структуры потоков [7]. Основу для выбора гидродинамической модели (идеального смешения, идеального вытеснения, диффузионной, ячеечной, комбинированной п т. д.) составляют числовые характеристики распределения элементов потока по времени пребывания или функции распределения. [c.66]

Таким образом, уровень смешения жидкости существенным образом влияет на протекание химических и биохимических реакций, что необходимо учитывать при моделировании и расчете процессов. В общем случае реактор с раздельным вводом реагирующих компонентов и промежуточным режимом смешения может быть представлен структурной схемой, изображенной на рис. 3.7. Уровень смешения реагентов в реакторе характеризуется в данной модели параметром микросмешения а, который определяет время, требуемое для смешения потоков на молекулярном уровне. Величины а могут различаться для различных поступающих в реактор потоков, если существенно различны их физические свойства. Величина г-го потока, поступающего в зону микросмешения, составляет [c.119]

Более полно временную или пространственную неоднородность перемешивания среды в биореакторе описывают модели промежуточного уровня смешения или частичной сегрегации. Разработано два основных подхода к моделированию состояния частичной сегрегации. [c.149]

Рассмотрим далее некоторые теоретические и экспериментальные данные по моделированию процесса ферментации в биореакторе с учетом промежуточного состояния смешения, т. е. частичной сегрегации среды. Будем считать, что поток, проходящий биореактор, находится последовательно или в зоне, соответствующей идеальному перемешиванию среды, при этом по уровню смешения он может быть либо в сегрегированном состоянии, либо в состоянии максимальной смешанности. Физическую картину, соответствующую данной модели, можно представить исходя из экспериментальных данных по оценке вязкости дрожжевой суспензии в биореакторе при различных скоростях сдвига (рис. 3.19). [c.150]

Рассмотрим сначала вопрос о моделировании реактора смешения для гомогенных процессов. Это моделирование можно выполнить сравнительно легко, так как достаточная равномерность распределения концентраций взаимодействующих веществ и практически одинаковая температура во всем реакционном объеме в данном случае достигаются подбором соответствующей интенсивности перемешивания . Рабочая емкость модельного реактора здесь может быть небольшой и ее рекомендуется выбирать, учитывая необходимость изготовления реактора из материала, предназначаемого для промышленного аппарата, и организации непрерывной (но не капельной) подачи исходных реагирующих компонентов. [c.166]

Как уже говорилось в главе VI, процесс, протекающий в наса-дочном аппарате, можно анализировать, рассматривая движение по колонне ди( еренциального элемента жидкости, принимаемого за беспроточный абсорбер идеального смешения. Условия, обеспечивающие моделирование поведения насадочной колонны изменениями, происходящими в таком дифференциальном беспроточном абсорбере, можно выразить следующим образом. Отношение числа молей не- [c.182]

Процессы смешения (компаундирования) применяют при получении почти всех видов высококачественных топлив, масел, смазок, поэтому моделированию указанных процессов уделяется большое внимание. При описании процессов смешения уравнения балансов используют как для определения количества смеси или содержания в ней какого-либо компонента, так и для технических и физико-химических характеристик (октановое число, индекс вязкости, температура застывания и т. п.). В последних случаях часто подьзуются модифицированными уравнениями баланса по рассчитываемой величине или полуэмпирическими уравнениями. [c.95]

MIXA ID Моделирование работы сборника серной кислоты 3,7 Система нелинейных уравнений МТБ с учетом теплот разбавления и смешения 1 1,2 0,4 [c.611]

При математическом моделировании отдельную барботажнук> трубу можно принимать близкой к аппаратам идеального вытеснения как по жидкой, так и по газовой фазам, однако в целом реактор по жидкой фазе следует считать аппаратом идеального смешения. Одним из достоинств газлифтного трубчатого реактора является возможность использования при его исследовании метода элемент- [c.10]

В.В.Кафаровым и И.Н.Дороховым сформулированы основы стратегии системного анализа ХТП введено понятие физико-химической системы (ФХС) как совокупности детерминированно-стохастаческих эффектов и явлений различной природы, происходящих в рабочем объеме агтарата разработана общая методология математического моделирования ХТП как сложных ФХС с использованием топологического принципа формализации, который позволяет изучить комплекс составляющих данный процесс элементов и явлений, автоматизировать все процедуры построения математического описания ХТП проанализированы различные методы построения функциональных операторов (моделей) ФХС и идентификации их параметров рассмотрены задачи системного анализа основных процессов химической технологии (массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы, измельчения и смешения сыпучих материалов, сушки, экстракции, ректификации, гетерогенного катализа, полимеризации). [c.12]

Полный гидродинамический анализ смесителя Бенбери слишком сложен. В работе [38] предпринята удачная попытка моделирования процесса смешения с использованием компьютера. В настоящем разделе приведен только анализ идеализированной системы, состоящей из коаксиальных цилиндров (рис. 11.20, а), подобно тому, как это было сделано Буленом и Колвеллом [28], а также Мак-Келви [5]. Такая система позволяет понять особенности диспергирующего смешения, осуществляемого во всех обычных смесителях интенсивного смешения. [c.403]

Качественно новым этапом описания процессов, протекающих в ферментационной среде бнореактора, явилось развитие представлений о существовании в аппарате отдельных зон, характеризующихся различным уровнем смешения. В основу моделирования возможных ситуаций в бпореакторе положены модели микросмещения и сегрегации. С физико-химической точки зрения ферментационная среда представляет собой многофазную систему, качественно описываемую двухуровневой иерархической схемой, где на нижнем уровне находятся отдельные составляющие среды — клетки, диспергированные капельки субстрата, а на верхнем— крупномасштабные скопления в виде клеточных агломератов, глобул из клеток, субстрата и пузырьков газа. Размер и количество этих скоплений зависит от степени турбулизацин среды. При этом ферментационную среду, соответствующую смешению уровня агрегатов, можно рассматривать как сегрегированную систему, поведение которой соответствует множеству реакторов периодического действия, в которых происходит рост и развитие микроорганизмов в течение времени ферментации. Размер клеточных агломератов и глобул зависит как от сил, сцепленных между элементами их составляющими, так и от интенсивности перемешивания в биореакторе, количественной характеристикой которой может служить величина диссипации энергии в данной области аппарата и связанная с ней величина внутреннего масштаба турбулентных пульсаций [c.147]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология