Модели реакторов выбор и построение

Сначала на основании уравнений, составленных для отдельных элементов системы управления, строится полная модель, как это делалось в предыдущих главах. Математическая модель, предназначенная для выбора закона автоматического регулирования процессом, должна связать два входа (расходы пара и воды) с выходами (температурой в рубашке и реакторе). На рис. Х1-17 представлена часть модели, построенная на основании тепловых балансов рубашки и стенки реактора. Тепловой баланс реактора используется в модели так, как показано на рис. Х1-18. [c.260]

Основные каталитические процессы в нефтехимической и химической промышленности характеризуются многостадийностью собственно химических превращений при значительном числе участвующих в них реактантов. Последнее является причиной многомерности и сложности математических моделей, в которые входят большое количество уравнений, в первую очередь материального и теплового балансов. Практическое использование подобных моделей затруднительно, ибо для получения на ЭВМ полей концентраций реагентов и температуры в реакторе требуются большие затраты машинного времени. Это приводит во многих практических ситуациях к чрезмерному усложнению процедур структурной и параметрической идентификации и к невозможности научно обоснованного выбора математической модели каталитического процесса, отражающей результаты промышленного эксперимента в широком диапазоне изменения технологических параметров. Эффективный путь преодоления этих трудностей состоит в сокращении размерности уравнений модели за счет априори построенных уравнений инвариантов физико-химических (реакторных) систем. Инварианты позволяют также осуществить предварительную оценку параметров реакторных моделей, проверить обоснованность выбора граничных условий. [c.242]

Этап выбора типа основного аппарата (реактора). При проектировании нового процесса следует иметь в виду, что тип реактора, его размеры, наряду с режимными параметрами, являются также искомыми. В ходе построения модели необходимо произвести выбор типа реактора путем сравнения возможных вариантов с учетом влияния на процесс особенностей конструктивного оформления аппарата. С этой целью могут быть использованы последовательные расчеты нескольких вариантов и выбор лучшего из них, анализ лабораторных кинетических экспериментов, информация о работе реакторов при осуществлении аналогичных процессов и др. В неко- [c.60]

Современное состояние теории псевдоожижения отражено в книгах [1—3]. Для описания кипящего слоя в принципе могли бы быть использованы классические модели механики сплошных сред, однако строгая постановка гидродинамической задачи, включающей в себя уравнения Навье — Стокса совместно с уравнениями движения частиц с соответствующими начальными и граничными условиями, оказывается чрезвычайно сложной. Поэтому прибегают к построению менее детального, сокращенного описания динамики дисперсных систем, т. е. к построению макромоделей дисперсных систем. На этом пути созданы основы механической теории псевдоожиженпого состояния исходя из кинетического подхода [4], метода осреднения, метода взаимопроникающих континуумов [3]. Однако это только основы, применимые к упрощенным, идеализированным ситуациям. Для использования теоретических моделей в практических расчетах нужны еще большие и целенаправленные усилия теоретиков и экспериментаторов. Направление исследований определяется конкретной целью. В частности, при разработке каталитического реактора требуется не только умение удовлетворительно рассчитать поля концентраций и температур, по и обеспечить достаточное приближение к оптимальному режиму. Вследствие сильной структурной неоднородности кипящего слоя такое приближение часто оказывается невозмон ным. Перед этой трудностью отступает на второй план задача точного расчета полей температур и концентраций. Хороший расчет плохо работающего реактора имеет сомнительную ценность. Прежде всего, необходимо активное воздействие на структуру слоя с целью достижения приемлемой степени однородности и интенсивности контактирования газа с катализатором. Необходимая степень однородности кипящего слоя определяется кинетикой конкретного каталитического процесса и может сильно отличаться от случая к случаю. Это определяет выбор средств воздействия на структуру слоя горизонтальное или вертикальное секционирование, добавление мелкой фракции, размещение малообъемной насадки [5]. В частности, только последнее из [c.44]

Изложим метод построения математической модели реактора из отдельных участков-блоков, что облегчает выбор модели для заданного конкретного процесса В реальных условиях общую модель процесса, за исключением некоторых блоков, можно упростить, не снижая заметно точность моделирования процесса. [c.240]

Таким образом, общая задача построения моделей процессов лолимеризации заключается в выборе такого способа преобразования исходной системы дифференциальных уравнений, который обеспечивал бы простоту перехода от периодического процесса к непрерывному, рекуррентность уравнений относительно номера реактора в каскаде и, что самое главное, — скорость и точность вычислений при моделировании. [c.17]

Предложенный выше модульный принцип построения моделей полимеризационных процессов является удобной формой решения таких задач. Модель, составляющаяся из ряда модулей (кинетических, гидродинамических, тепловых и т.д.), используется для проектирования некоторых типовых процессов полимеризации, а в дальнейшем появляется возможность использования этих типовых решений. Объем сведений, необходимых для выбора того или иного модуля (например, кинетического) из числа типовых, весьма невелик, а специфика рассматриваемого процесса учитывается при идентификации введением зависимости кажущихся констант от начальных условий. Недостающая информация о типе смешения (микро- или макро-) может быть скомпенсирована при расчете каскада реакторов вычислением нижнего и верхнего [c.133]

В статье рассмотрен общий метод построения математической модели полунепрерывного реактора из отдельных участков, что позволяет облегчить выбор модели для заданного процесса. [c.425]

Выбор эффективного химического реактора может быть выполнен лишь при наличии адекватной математической модели кинетики химического превращения. В данном случае математическая модель химической реакции может быть построена на основе упрощенного механизма процесса, а ее точность определяется соответствием формы расчетной кривой с формой экспериментально полученной кривой кинетики выхода целевого продукта [1, 2]. Многие гомогенные химические реакции удовлетворительно моделируются системой последовательных и параллельных элементарных реакций первого порядка. Такая система, по существу, определяет вероятные пути протекания химического превращения [2, 3]. В настоящей работе сделана попытка построения математической модели кинетики фотохимического синтеза четырех основных изомеров гексахлор циклогексана. На основе литературных данных [4, 5, 6, 7] при построении модели принято следующее [c.10]

Первым шагом в построении математической модели системы реактор — конденсатор является выбор едино11 системы единиц для всех уравнений. Действительно, для соотношений парожидкостного равновесия обычно пользуются мольными долями и У мольЪбщее число молей), тогда как для уравнения скорости реакции более удобно использовать концентрации С,- (в кмолъ1м ). Преобразуем размерности основных величин, входящих в уравнение скорости реакции [c.101]

В настоящей монографии рассмотрены только гомогенные изотермические реакции, в то время как соответствующие про-мьпнленные процессы часто протекают в гетерофазных системах с неоднородными нолями концентраций и температур внутри реактора. Для математического моделирования таких систем прежде всего необходимо выбрать адекватную кинетическую модель процесса, правильно описывающую химические превращения компонентов. Изложенный в книге материал должен помочь сделать такой выбор научно обоснованным. После того как кинетическая модель выбрана, явления переноса вещества и тепла в реакторе могут быть учтены при построении общей математической модели процесса стандартными методами. Возникающие при этом задачи относятся уже к области макрокинетики и, следовательно, выходят за рамки настоящей монографии. Вместе с тем совершенно ясно, что развитие макрокинетики реакций образования и превращения полимеров, столь важной для математического моделирования промышленных процессов их синтеза и химической модификации, невозможно без хорошо разработанных методов описания истинной химической кинетики соответствующих реакций. Эти методы, подробно изложенные в данной книге, могут быть с успехом использованы и нри решении многих макрокине-тических задач химической технологии получения и модификации лолимеров. [c.362]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология