Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої професійної освіти
Санкт-Петербурзький державний технологічний інститут (технічний університет)
Факультет інформаційних технологій і управління
Кафедра систем автоматизованого проектування та управління
Дисципліна: Математичне моделювання хіміко-технологічних процесів
Курсова робота на тему:
Розробка програмного модуля для розрахунку матеріального балансу процесу горіння естонського сланцю
Виконавець студент гр. 414
Мамонтова Ю.В.
Керівник
Л.В. Гольцева
Санкт-Петербург, 2 014
Зміст
Введення
. Аналітичний огляд
.1 Аналітичний огляд методів теплового розрахунку ХТП
.2 Аналіз апаратурного оформлення процесів горіння
.2.1 шарове спалювання
.2.2 пилоподібного спалювання
.2.3 Спалювання в киплячому шарі
. Мета і завдання
. Основна частина
.1 Опис об'єкта моделювання
.2 Процес горіння сланцю як об'єкта моделювання
.3 Розробка алгоритму рішення
.3.1 Порядок проведення роботи
.3.2 Блок-схема
.3.3 Вихідні дані
.4 Структура програми
.5 Розробка програмного забезпечення
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Розвиток хімічної промисловості неможливо без впровадження нових технологій, спрямованих на збільшення випуску продукції, економного витрачання сировини і всіх видів енергії, створення маловідходних виробництв.
Ця курсова робота присвячена розробці програмного забезпечення для розрахунку енергетичного (теплового) балансу горючого сланцю. Тому моделювання таких процесів є важливим етапом при зміні характеристик на реальному об'єкті, оскільки потрібно аналіз можливих реакцій на впливу. Традиційні методи розрахунку ХТП, засновані на обліку при обчисленнях спрощених механізмів їх протікання, абсолютно не задовольняють сучасним вимогам. Тільки комп'ютерне моделювання дає можливість врахувати найбільше число факторів і явищ, що впливають на протікання реальних процесів, і забезпечити високу точність передбачення їх поведінки при розрахунках. У результаті коефіцієнти запасу, які необхідно було вводити раніше при проектуванні для забезпечення надійності обладнання хімічних виробництв, можуть бути істотно зменшені, що повинно привести до необхідної економії енергетичних, матеріальних та інших ресурсів. Математичне моделювання відкрило перед дослідниками великі можливості в розробці математичних описів і моделей хіміко-технологічних процесів та їх застосування для розрахунку та оптимізації ХТМ.
1. Аналітичний огляд
.1 Аналітичний огляд методів теплового розрахунку ХТП
Енергетичний (тепловий) баланс будь-якого апарату може бути представлений у вигляді рівняння, що зв'язує прихід і витрата енергії (тепла) процесу (апарату). Енергетичний баланс складається на основі закону збереження енергії, відповідно до якого в замкнутій системі сума всіх видів енергії постійна. Зазвичай для хіміко-технологічних процесів складається тепловий баланс. Рівняння теплового балансу:
(1)
Або
Стосовно до тепловому балансу закон збереження енергії формулюється наступним чином: прихід теплоти в даному апараті (або виробничої операції) повинен бути дорівнює витраті теплоти в тому ж апараті (або операції).
Для апаратів (процесів) безперервної дії тепловий баланс, як правило складають на одиницю часу, а для апаратів (процесів) періодичної дії - на час циклу (або окремого переходу) обробки.
Тепловий баланс розраховують за даними матеріального балансу з урахуванням теплових ефектів (екзотермічних і ендотермічних) хімічних реакції і фізичних перетворень (випаровування, конденсації та ін.), що відбуваються в апараті з урахуванням підведення теплоти ззовні і відводу її з продуктами реакції, а також через стінки апарату.
Тепловий баланс детально матеріального виражають у вигляді таблиць і діаграм, для розрахунку використовують наступне рівняння.
Q Т + Q Ж + Q Г + Q ф + Q Р + Q П=Q т laquo ;, Q ж raquo ;, Q г + Q ф + Q р + Q n (2)
де QT, Q ж, Q г - кількість теплоти, внесене в апарат твердими, рідкими і газоподібними речовинами відповідно;
Q т laquo ;, Q ж raquo ;, Q г - Кількість теплоти, уносимое з апарату виходять ...
