Разработка концептуальной модели

Рис. Принципиальная схема объекта управления

В химический реактор емкостного типа с механической мешалкой подается исходные реагент А с расходами и концентрацией CАвх. В аппарате проводится сложная эндотермическая реакция с образованием продуктов B, C, D. Исходный реагент подаются в аппарат потоком - . Второй входной поток с расходом - служит для разбавления смеси до необходимой концентрации. Аппарат работает в адиабатическом режиме.

Назначение установки:

Осуществление сложной, многостадийной химической реакции.

Цель функционирования:

Получение реакционной смеси с заданным значением концентрации целевого вещества - компонент В.

Отсюда эффективность функционирования аппарата можно оценить по степени достижения цели, т.е. близости текущего значения к заданному . Критерий эффективности (целевая функция R): R= .

Таблица 1Исходные данные для моделирования объекта:

Схема реакции

Тип реакции

Тепловой режим аппарата

Агрегатное состояние теплоносителя

Организация ввода реагентов в реактор

Эндо-термическая

Адиабати-ческий

 

Во входном потоке содержится только исходный компонент А (CАвх)

Классификация переменных

Переменные состояния объекта:

Объём (уровень) реакционной смеси ; концентрация компонентов в выходном потоке - ; температура смеси в аппарате .

Входные переменные объекта:

Расходы потоков на входе и выходе из аппарата ; концентрация вещества A во входном потоке ; температуры входных потоков .

Таблица 2. Ориентировочные значения технологических и конструктивных параметров объект

Наименование

Единицы измерения

Числ. Значения

Обозначения

1

Объем аппарата

л

500

V

2

Теплоемкость вещества в аппарате и входных потоках

кДж/кгК

4,19

3

Плотность вещества в аппарате

кг/л

1,1

4

Поверхность теплообмена

м2

2,3

5

Тепловой эффект реакции

кДж/моль

100

6

Предэкспоненциальный множитель константы скорости

1/мин

20 1 10 2

k1 k2 k3 k4

7

Энергия активации

кДж/моль

20000 25000 20000 20000

E1 E2 E3 E4.

8

Концентрация компонента А на входе

моль/л

1

CА.вх

9

Расход на входе в реактор V1

л/мин

1,5

10

Расход на входе в реактор V2

л/мин

0,5

11

Расход на выходе

л/мин

2

12

Температура на входе в реактор t1

градС

25

t1

13

Температура на входе в реактор t2

градС

35

t2

14

Диаметр аппарата

м

0,86

Dp

15

Уровень жидкости

м

0,86

Hp

Перейти на страницу:
1 2