Реферат: Математическое моделирование и оптимизация в химической технологии - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Математическое моделирование и оптимизация в химической технологии

Банк рефератов / Математика

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 242 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

6 МИНИСТЕРСТВО ВЫС ШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ОрёлГТУ Кафедра “Высшей математики” Математическое моделирование и оптимизация в химической технологии. Выполнил : Мартынов Е.Н. Группа 21-ТМ Проверил : Шмаркова Л.И. Орёл 2000 ОрелГТУ 2000г. На химичес ких заводах и комбинатах из сырья минерал ьного , растительного или животного происхождения и различных промежуточных продуктов их п ереработки производят свыше миллиарда тонн в год химической прод укции сотен тысяч наименований . При огромных различиях в ма сштабах производства (от десятков тонн до десятков миллионов тонн в год ) и номенклат уре продукции все химические предприятия имею т общие принципы построения и общие напра вления развития и совершен с твования . Любое химическое производство включает техн ологические стадии приема и подготовки сырья , химического превращения разделения реакционной масс ы , выделения целев ого продукта , его очистки , отгрузки и отпр авки потребителю , а также очистки и перера ботк и отходов и выбросов . Кроме сырья химические производства в значительных колич ествах потребляют пар воду , электроэнергию . Эффективность химического производснв а определяется экономическими показателями , и ее повышение достигается различными методами , од ним из которых я вляется метод математического моделирования. Важнейшими характеристиками работы промышлен ного химического реактора являются удельная п роизводимость (количество целевого продукта , образ ующегося в единицу времени в единице объе ма реактора ) и селективность (доля превра щенного сырья , использованного на образование целевого продукта ). Для достижения наилучших э кономических результатов необходимо добиваться в озможно более высоких значений этих показател ей . Для этого необходимо выбрать соответству ю щие условия протекания процесса с использованием его математической модели , к оторый основан на использовании законов приро ды , лежащих в основе химических и физическ их процессов , протекающих в реакторе и дру гих аппаратах различных технологических стадий . К ним относятся уравнения химическо й кинетики и термодинамики , описывающие скоро сти образования основных и побочных продуктов реакции и состав реакционной массы как функцию температуры , давления , начальных концен траций реагентов и степени их конверсии , у рав н ения гидродинамических , тепловых и массообменных процессов , сопровождающих реакцию или протекающую в отдельных аппаратах . Эт и уравнения используют затем для построения функции себестоимости или дохода связывающие эти критерии с параметрами процесса. Рассмо трим на конкретном примере решение проблемы оптимизации химико - технологичес кого процесса с использованием простейших мод елей. В качестве примера решим задачу подбо ра параметров процесса для обеспечения максим альной производительности. Предположим что производство продукта B образующегося по реакции А В.функционирует с 40-х годов по старой технологии . Согласно производствен ному регламенту , реакция проводится в периоди ческом реакторе , в который загружается раство р исходного реагента А с начальной конц ентрацией С А ,0 = 1моль /л . В количестве V= 100 л . реакционная масса термостатируется с помощью теплообменных устройств реактора (рубашка змеевик ) в те чение времени t= 3 ч . За это время часть исхо дного реагента А превращается в продукт р еакции В . При этом степ ень конверсии Х исходного реагента А в В : (1) где С А и С В – концентрации А и В (моль / л ) в реакторе в момент времени t =3 ч. При достижени е заданной конверсии реакционная масса охлажд ается , продукт реакции В отделяется , а не превращенный исходный реагент А попадает в отходы производства . Суммарное время загр узки и вы грузки реакционной массы сос тавляет t 0 =1 ч. Для так их регламентных показателей загрузки реагента А для проведения одной операции составляет n А,0 = V . С А,0 =100 моль, а количество образовавшегося за вре мя реакции продукта n B = n A,0 . X=100 . 0,75=75 моль . Отсюд а часовая производ ительность П установки , выраженная в молях продукта В , полученного в единицу времени : моль / ч , или 18,75 . 24 = 450 моль / л . ч Для решения поставл енной задачи м аксимальной производительности проведем исследования кинетики реакции А В . Находим , что ее скорость описывается кинетическим уравнение м второго по рядка : моль /л . ч (2) с к онстантой ско рости k = 1 л /моль . ч . Уравнение (2) представляет собой в данном слу чае математическую модель описанного выше пер иодического реактора . Воспользуемся этой моделью для определения степени конверсии Х и времени t , обеспечивающих максимальную прои зводит ельность установки . Очевидно , что такое время существует , поскольку при малом времени р еакции t , несмотря на высокую скорость реакции (С А близко к С А,0 ), общая прои зводительность установки мала из – за бо льшой доли непроизводительных затрат времени t 0 . К тому же при большом времени реакции t доля непроизводи тельных затрат снизится и скорость реакции из – за малой концентрации С А к концу реакции (см . ур . 2). Для определения оптимальных значений Х и t вы разим через С А через Х (С А =С А,0 ( 1 - Х )), подставим в уравнение (2) и проинтегрируем или Подставив при веденные выше значения k и C A,0 в послед нее уравнение , получим (3) Запишем теперь уравнение для расчета производительности установки . Для этого количеств о молей продукта В , производимых за одну операцию , n B =VC B =VC A,0 =100X разделим на время операции t+t 0 : моль / ч. Используя соотношение (3) получим П =100Х ( 1 – Х ) Теперь легко найти оптимальн ое значение Х для обеспечения максимального значения П . Для этого продиференциру е м П по Х и приравняем производную нул ю : Отсюда оптимальное значение Х =0.5, а максимальное з начение производительности , согласно (5), П = 25 моль / ч . или 25 *24 = 600 моль / сут , что на 33,3 % выше регламентного показателя. В целом на производстве основная доля затрат приходится на сырье (70%) и энергию ( до 40%). Снижение их расхода на еденицу пр одукции дает наибольший экономический эффект . Кардинальный путь сн ижения этих затрат состоит в использовании новых технологий , н одополнительного снижения затрат на производстве достигают оптимизацией процессов на всех технологическх стадиях. 1. Темкин О.Н . Промышленный катализ и экологич еские безопасные технологии // C оросовский Образова тельный Журнал . 1997. № 3. С . 42-50. 2. Швец В.Ф . Совершенствование химических производств // C ор осовский Образовательный Журнал . 1997. № 6. С . 49-55. 3. Неймарк Ю.И . Простые математические мод ели и их рол ь в постижении мира // C оросовский Образовательный Журнал . 1997. № 3. С . 139-143.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
"Муж на час" - это одна специальность, а вот "жена на час" - совсем другая... Мы - разные.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по математике "Математическое моделирование и оптимизация в химической технологии", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru