化工系統(tǒng)工程緒論(編輯修改稿)
2025-01-19 13:42 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 理論的、半經(jīng)驗(yàn)的或純經(jīng)驗(yàn)的關(guān)聯(lián)式； (4)對(duì)過(guò)程參數(shù)的約束。 3）數(shù)學(xué)模型的分類 （ 1）穩(wěn)態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型 穩(wěn)態(tài)模型 —— 不含時(shí)間變量； 動(dòng)態(tài)模型 —— 參數(shù)隨時(shí)間而變，包括時(shí)間變量。 （ 2）機(jī)理模型和“黑箱”模型（經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停? 機(jī)理模型 —— 根據(jù)一定的理論和方法，對(duì)過(guò)程的機(jī)理進(jìn) 行研究而建立的模型； “黑箱”模型 —— 根據(jù)過(guò)程輸入、輸出數(shù)據(jù)，采用回歸分析 方法確定輸入與輸出數(shù)據(jù)的關(guān)系而建立起來(lái)的模型。 （ 3）集總參數(shù)模型與分布參數(shù)模型 集總參數(shù)模型 —— 過(guò)程變量不隨空間坐標(biāo)而改變，如理想 混合反應(yīng)器。 分布參數(shù)模型 —— 過(guò)程變量隨空間坐標(biāo)而改變。 （ 4）確定性模型和隨機(jī)模型 確定性模型 —— 輸入與輸出存在確定關(guān)系； 隨機(jī)模型 —— 輸入與輸出沒(méi)有確定關(guān)系，且時(shí)間是一獨(dú)立 變量。 系統(tǒng)的自由度分析 1）自由度分析 目的： 正確地確定系統(tǒng)應(yīng)給定的獨(dú)立變量數(shù)，避免方程無(wú)解。 自由度（ degree of Freedom)： D V ar iable E qua tionsN N N? ? ? ?變 量 數(shù) 獨(dú) 立 方 程 數(shù) ND0 不定方程組，有無(wú)窮個(gè)解 ND0 過(guò)度設(shè)定，形成矛盾方程，割除冗余方程 ND=0 正確設(shè)定，方程組有唯一解 設(shè)計(jì)變量：預(yù)先賦值的變量（ ND個(gè)） 狀態(tài)變量：除設(shè)計(jì)變量外的變量 (NEquations個(gè) ) 狀態(tài)方程： NEquations個(gè)方程 實(shí)例 : ① 混合器 獨(dú)立方程包括 壓力平衡方程 : ),m in( 213 PPP ?物料衡算方程 : 332211321FxFxFxFFFjjj ????)1(,. ...,2,1 ?? Cj熱量衡算方程 : 332211HFHFHF ??C+2 F1,P1,T1,x11,x21, …,xc1， 1 F2,P2,T2,x12,x22, …,xc1， 2 F3,P3,T3,x13,x23, …,xc1， 3 混合器的獨(dú)立方程數(shù) ： 2?? Cm混合器的自由度： )2(2)2()2(3 ???????? CCCmnd 說(shuō)明： 兩獨(dú)立流股混合過(guò)程的自由度為兩個(gè)獨(dú)立流股自由度之和 。 如果混合器有 S個(gè)輸入流股，則自由度為 S(C+2)。 例：苯－甲苯混合器 M i x e rS 1S 2S 3????????????????),min( 213332211332211332211321PPPhFhFhFxFxFxFxFxFxFFFFTTTBBB）（或11111 ,),(, PhxxF TB 22222 ,),(, hxx TB 33333 ,),(, PhxxF TBm=12 n=4 d=8 2） 設(shè)計(jì)變量的選擇 （ 1）所選擇的設(shè)計(jì)變量間是相互獨(dú)立的； （ 2）應(yīng)使模擬問(wèn)題的求解盡量方便。 過(guò)程系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模擬的基本方法 1）序貫?zāi)K法 （ Sequential Modular Method） 2）聯(lián)立方程法 （ Equation Oriented Method） 3）聯(lián)立模塊法 （ Simultaneous Modular Method） 單元模塊 ?過(guò)程模型方程 ?求解程序 ?物性數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用 輸入 物流變量 輸出 物流變量 設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù) 操作參數(shù) 過(guò)程系統(tǒng)模擬的序貫?zāi)K法 模塊 ：用以描述單元操作、物性及系統(tǒng)其他功能的子程序。 序貫?zāi)K法： 逐個(gè)單元模塊依次序貫計(jì)算求解系統(tǒng)模型的一種方法。 特點(diǎn)： ① 與實(shí)際過(guò)程的直觀聯(lián)系強(qiáng)； ② 易于診斷錯(cuò)誤； ③ 計(jì)算效率低。 回路（環(huán)路） — 輸入流股與后續(xù)的單元設(shè)備輸出有關(guān)。 基本步驟（與實(shí)際過(guò)程的一致性） ： （ 1）搜集相關(guān)的資料和數(shù)據(jù) 操作及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、設(shè)備結(jié)構(gòu)尺
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