СТРУКТУРА МАТЕМАТИЧЕСКИХ ОПИСАНИЙ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКООКТАНОВЫХ БЕНЗИНОВ

  Главная      Учебники - АЗС, нефть     Производство высокооктановых бензинов (Гуреев А.А., Жоров Ю.М.) - 1981 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27   ..

 

СТРУКТУРА МАТЕМАТИЧЕСКИХ ОПИСАНИЙ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКООКТАНОВЫХ БЕНЗИНОВ

Математические описания химико-технологических процессов используются для оптимальных расчетов или управления и включают уравнения балансов масс компонентов, тепла и кинетической энергии [1]. Уравнения баланса записывают для такого объема аппарата (обычно элементарного), который можно охарактеризовать истинными (не средними) концентрациями, температурой и давлением. Стремление получать математические описания в виде систем обыкновенных дифференциальных или алгебраических уравнений привело к использованию следующих моделей потоков при создании математических описаний.

1. Модель идеального перемешивания. Поступающий поток немедленно распространяется по всему объему аппарата; концентрации и температура во всех точках аппарата в любой момент времени одинаковы и равны концентрациям и температуре в выходном потоке. При этом отсутствуют диффузионный поток вещества и передача тепла внутри аппарата теплопроводностью (рис. 35).

 

 

 

2. Модель идеального вытеснения. Поток через аппарат идет без какого-либо перемешивания между элементарными слоями. Отсутствуют потоки вещества за счет диффузии и тепла за счет теплопроводности (рис. 36).

3. Модель каскада аппаратов идеального перемешивания. Каскадом аппаратов назовем систему М последовательно соединенных аппаратов {1, 2, ..., т,

М). Поток на входе в аппарат m обозначим индексом m—1, на выходе из него — т. Так, на входе в первый аппарат концентрация t-ro вещества С*0 на выходе Сц (рис. 37).

4. Модель проточного аппарата с продольным перемешиванием. Принимается, что отклонение от потока идеального вытеснения вызывается встречным потоком, описываемым теми же соотношениями, что и диффузионный, но коэффициент диффузии D заменяется эффективной величиной — коэффициентом продольного перемешивания Dn.

 

 



Уравнения материального баланса используют для расчета полей концентраций компонентов, уравнение баланса тепловой энергии—для расчета поля температуры, уравнение баланса кинетической энергии—для расчета поля давления. Для большинства промышленных аппаратов изменение давления не сказывается существенно на результатах процесса, и уравнение баланса кинетической энергии можно записать в виде:

 

 

 

Уравнения материального и теплового балансов записывают для установившегося процесса по схеме: приход — уход=0. Эти уравнения для приведенных выше моделей даны на 99 стр.

Укажем, что материальный баланс для реакций индивидуальных веществ составляют по их количеству (числу молей). При этом коэффициенты v характеризуют мольные отношения реагирующих веществ. Для реакций сложных смесей углеводородов часто удобнее балансы составлять по массам. В этом случае коэффициенты v выражают массовую долю продукта, образовавшегося при полном разложении сырья.

Уравнения балансов следует применять только для такого объема, который можно охарактеризовать истинными величинами Сi, Т и Р. Если эти величины изменяются, уравнения балансов записывают для элементарного объема аппарата. Для аппарата идеального перемешивания Ci, Т и Р постоянны во всем объеме, и уравнения балансов записывают для всего аппарата; при идеаль-ном вытеснении они меняются по длине аппарата и уравнения балансов записывают только для элементарного слоя толщиной dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27   ..