化工過程系統(tǒng)動態(tài)模擬與分析技術講義-在線瀏覽
2025-01-30 21:27本頁面
【正文】 ）內外質量、能量和動量交換速率系數計算式，相關的相平衡關系，化學反應速率表達式和化學反應平衡常數計算式。?模型化模型化 (Modeling)是現代化學工程方法論的重要組是現代化學工程方法論的重要組成部分，尤其是過程動態(tài)學的核心。某些連續(xù)過程， 由于催化劑迅速失活或者催化劑在系統(tǒng)內循環(huán)的過程中次第經過處于不同操作條件的區(qū)域，如循環(huán)流化床催化反應器中的過程和催化劑迅速失活的固定床催化反應器中的過程 ；非線性過程系統(tǒng)的操作、設計和控制等工程實際問題，定態(tài)多重性、定態(tài)穩(wěn)定性、參數敏感性等系統(tǒng)定性分析的內容；諸如間歇過程的優(yōu)化、變壓吸附、變溫吸附、化學反應器強制周期操作等人為非定態(tài)操作技術的發(fā)展 。第三章 化工過程系統(tǒng)動態(tài)模擬與分析 化工過程系統(tǒng)的動態(tài)模型 化工過程系統(tǒng)的動態(tài)特性 化工過程系統(tǒng)的動態(tài)模型 確定性動態(tài)模型的數學處理 連續(xù)攪拌罐反應器的動態(tài)特性 動態(tài)數學模型 模型的數學處理與應用（ Ⅰ ） 模型的數學處理與應用（ Ⅱ ） 精餾塔的動態(tài)特性 動態(tài)數學模型 模型的數學處理與應用 變壓吸附過程的模擬與分析 化工過程系統(tǒng)的動態(tài)模型 化工過程系統(tǒng)的動態(tài)特性? 動態(tài)特性是化工過程系統(tǒng)最基本的特性之一。 間歇過程、連續(xù)過程的開停工、 連續(xù)過程本征參數依時變化、 控制系統(tǒng)的合成、過程系統(tǒng)局部與全局特性分析 利用人為非定常態(tài)操作來強化過程系統(tǒng)性能和實現技術目標等? 動態(tài)特性還可以用于辨識某些系統(tǒng)的結構、過程的機理和估計描述系統(tǒng)性能的模型參數，甚至作為診斷過程系統(tǒng)運行故障的手段精細化學品生產中 : 間歇蒸餾、間歇反應、半連續(xù)反應；連續(xù)過程的開、停工階段 。 化工過程系統(tǒng)的動態(tài)模型解決上述問題，最核心、最本質的知識，是如何科學地描述過程系統(tǒng)動態(tài)特性的規(guī)律，這意味著必需選擇或者建立一種既能反映過程系統(tǒng)本質特性，又相對簡單明了的數學模型。成部分，尤其是過程動態(tài)學的核心。 處理的是更一般的情況，模型普遍適用性更強。? 突出反映在人工神經網絡技術在過程系統(tǒng)性能模擬方面的應用。 預測給定操作條件下系統(tǒng)的性能，對系統(tǒng)的操作性能進行模擬； 考察某些模型參數的變化對系統(tǒng)性能的影響，系統(tǒng)的參變性能分析； 在控制系統(tǒng)設計中利用模型來幫助 “發(fā)生 ”系統(tǒng)的輸入— 輸出關系逆問題 — 模型參數的估計? 已經從實驗裝置或生產裝置上采集到在非定常條件下系統(tǒng)狀態(tài)變量隨時間變化的信息，要求從中估計出描述這一非定常態(tài)過程的模型中某些未知參數的數值 已知狀態(tài)在時間域的運動情況，要求估計模型參數。? 模型參數估計就是為了確定參數向量 181。其中 F稱為最優(yōu)化的目標函數，或評價函數。 uci,j代表第 i個狀態(tài)變量在 j時刻的模型計算值，即在 j時刻的解。? 狀態(tài)變量在不同時刻的采集值是已知的，因而 F的值取決于求解時待定參數向量 181。的函數。的最優(yōu)值，使 F達到全局最小值。? 原則上都可以通過確定性模型來分析、處理。 連續(xù)攪拌罐反應器的動態(tài)特性連續(xù)攪拌罐反應器的動態(tài)特性選擇理由：? 通常采用集中參數模型，典型性；? 在模型的數學處理方法方面，與其它類型的化工過程系統(tǒng)集中參數模型也有相似性；? 常常涉及到非線性系統(tǒng)的定性分析問題，也具有典型性，所運用的分析方法有普遍意義。 進料量為 Fi, 原有料液高度為 H0，試求取自開工后排料量的變化關系。H。? 作鹽水溶液的總物料衡算關系，有：? 表明有兩項累積量，第一項是因濃度變化而引起的，第二項是由體積變化所引起的，這兩項皆與求解有重要關系。? 將初期條件： t=0時， C=0代入式，可以解出 B，于是可以化簡為：? 上式是普遍情況下例 3－ 2的分析解，但其中隱含有條件 Fi＞ Fo。? 對于這種復雜的過程，是不太可能通過數學方法精確求解的，一般要通過數值方法進行積分運算，方可求得過程的解。普遍性的普遍性的 CSTR問題問題? 對于一個包含 M個組分和 N個反應的系統(tǒng)? i組分質量守恒其中， V、 F分別代表反應區(qū)容積和加料容積流量； Ci 、 Ci,f分別代表反應器內和加料中第 i組分的濃度； t表示時間；其中， T、 Tf分別代表反應區(qū)內和加料混合物的溫度； U表示反應液體與冷卻劑之間熱交換的總傳熱系數； A表示反應液體與冷卻劑之間的總傳熱面； Tc表示冷卻劑平均溫度； ?、 Cp分別代表反應混合物的平均密度與比熱容； （－ Hj）表示第 j個反應的熱效應； Rj表示第 j個反應的速率； Ri表示因化學反應引起的第 i個組分濃度的變化速率? 反應區(qū)能量守恒其中， μ i， j表示第 j反應計量式中 i組分的系數。操作攪拌罐反應器的動態(tài)數學模型。? 僅對幾個著眼組分寫出質量守恒式（ 3－ 20） ,減少模型涉及的常微分方程的個數。 模型的數學處理與應用（模型的數學處理與應用（ ⅠⅠ ））? 上述
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