Міністерство освіти Російської Федерації
Пермський національний дослідницький політехнічний університет
Кафедра Автоматизації технологічних процесів і виробництв
Пояснювальна записка до курсової роботи з дисципліни
«Моделювання систем»
Тема: «Моделювання системи управління хімічним реактором»
Перм 2012
Зміст
1. Короткі теоретичні відомості
2. Вихідні дані
3. Розрахунки коефіцієнтів
4. Система диференціальних рівнянь хімічної кінетики
5. Моделювання хімічної кінетики: графіки залежностей при постійної і змінної температурах
6. Система диференціальних рівнянь, що описують реактор
7. Моделювання хімічного реактора: графіки залежностей і
8. Перехідна характеристика по каналу температура в реакторі - витрата холодоагенту
9. Результати обробки перехідної характеристики
10. Моделювання системи управління
11. Графіки перехідних процесів по каналах завдання і обурення
12. Висновки по роботі
Додаток
1. Короткі теоретичні відомості
Цілі роботи: отримання практичних навичок математичного моделювання процесів, що відбуваються в хімічному реакторі; отримання за допомогою моделей налаштувань регулятора; моделювання системи управління реактором.
Вихідною базою для проектування будь-якої системи управління є математичні моделі типових технологічних процесів. Побудова математичної моделі завжди починається зі складання формалізованого опису процесів, що відбуваються в об'єкті моделювання. Основними процесами, що протікають в хімічному реакторі, є хімічні перетворення, що супроводжуються виділенням або поглинанням тепла (екзотермічні і ендотермічні реакції). Як правило, найбільш часто зустрічаються реакції наступних типів:
лінійні, коли відбувається послідовне перетворення однієї речовини в іншу: А ® В ® З ® D (наприклад, реакції полімеризації);
оборотні, коли відбувається одночасне протікання як прямого, так і зворотного перетворення: A? B (більшість хімічних реакцій, наприклад, окислення сірчистого ангідриду у виробництві сірчаної кислоти);
реакції синтезу, коли з двох або більше реагентів утворюється один цільовий продукт реакції: А ® В ¬ С (наприклад, отримання нітрогліцерину);
реакції розкладання, коли з однієї речовини утворюються два або більше продукту: А ¬ В ® С (наприклад, процес кальцинації).
На практиці в чистому вигляді такі реакції, як правило, не зустрічаються. У промислових хімічних процесах зазвичай протікають реакції змішаних типів, наприклад:
Швидкість хімічної реакції являє собою функцію складу реакційної маси, температури, тиску та інших факторів. Вона визначається зміною концентрацій j-го компонента реагує суміші в одиницю часу:
