 |
ТЕМА: Разработка математических моделей гидродинамики потоков и кинетики химических реакций
|
|
|
|
Л.В. Гольцева, А.В. Козлов
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
В ХИМИИ И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Методические указания к выполнению контрольных работ
для студентов заочной формы обучения
направления подготовки «Информатика и вычислительная техника»
Санкт–Петербург
2018
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Cp – удельная теплоемкость при постоянном давлении, кДж/(кг∙К);
Cj (0) , Cj – входная и текущая концентрации компонентов, (состав потока), кг/м3;
DL – коэффициент продольного перемешивания;
G – объёмный расход потока, м3 /с;
– суммарные интенсивности источников компонентов в смеси;
g – локальные источники компонентов смеси в потоке;
ΔН - тепловой эффект элементарного процесса, Вт;
К – коэффициент теплопередачи, характеризующий интенсивность источников тепла в потоке, Вт/(м2∙К);
L – длина рассматриваемой зоны, м;
- координата пространства, м;
r – число элементарных стадий сложной химической реакции;
n – число компонентов в многокомпонентной смеси;
V – объем реактора, м3;
v – массовый расход потока, кг/с;
Т – температура потока, oC;
– суммарная интенсивность источников тепла в потоке, Вт;
Δq – локальная интенсивность источника тепла в потоке, Вт;
t – координата времени, с;
- стехиометрический коэффициент j го компонента в i -ой реакции;
- коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2∙К);
- коэффициент объемного расширения, К-1;
- коэффициент теплопроводности, Вт/(м∙К);
- динамический коэффициент вязкости, Па∙с;
- плотность, кг/м3;
- разность температур стенки и жидкости (или наоборот), К;
- скорость потока, м/с.
ИС - модель идеального смешения;
ИСП - модель идеального смешения с проскоком;
|
|
|
ИСЗ - модель идеального смешения с застойной зоной;
ЯМ - ячеечная модель;
ОДМ - однопараметрическая диффузионная модель.
Индексы верхние
(0)– признак поступающего в зону потока;
R – химическая реакция;
M – массопередача;
A – изменение агрегатного состояния;
П– подпитка от внешнего потока;
T – теплопередача;
И – теплоизлучение;
(*) – термодинамическое равновесие;
(~) – зона потока, контактирующая с рассматриваемой.
Индексы нижние
i – стадия химической реакции;
j – компонент;
(l) – распределенность параметра по длине;
p – образующийся компонент на элементарной стадии химической реакции.
ВВЕДЕНИЕ
В методических указаниях приведены 2 контрольные работы. Студенту необходимо представить отчёт с контрольными работами, выполненными в соответствии с данными методическими указаниями. Номер варианта формируется согласно вычету по модулю 25. Это означает, что номер варианта равен остатку от деления на 25 того числа, которое образуется из двух последних цифр номера зачётной книжки. Если же это число меньше 25, то номер варианта равен этому числу. В таблице 1 приведены номера вариантов, составленные по этому принципу.
Таблица 1.1 − Номера вариантов для выполнения контрольных работ
| Две последние цифры зачётной книжки | Номер варианта | Две последние цифры зачётной книжки | Номер варианта |
| 01, 26, 51, 76 | 1 | 13, 38, 63, 88 | 13 |
| 02, 27, 52, 77 | 2 | 14, 39, 64, 89 | 14 |
| 03, 28, 53, 78 | 3 | 15, 40, 65, 90 | 15 |
| 04, 29, 54, 79 | 4 | 16, 41, 66, 91 | 16 |
| 05, 30, 55, 80 | 5 | 17, 42, 67, 92 | 17 |
| 06, 31, 56, 81 | 6 | 18, 43, 68, 93 | 18 |
| 07, 32, 57, 82 | 7 | 19, 44, 69, 94 | 19 |
| 08, 33, 58, 83 | 8 | 20, 45, 70, 95 | 20 |
| 09, 34, 59, 84 | 9 | 21, 46, 71, 96 | 21 |
| 10, 35, 60, 85 | 10 | 22, 47, 72, 97 | 22 |
| 11, 36, 61, 86 | 11 | 23, 48, 73, 98 | 23 |
| 12, 37, 62, 87 | 12 | 24, 49, 74, 99 | 24 |
Если две последние цифры зачётной книжки 00, 25, 50 или 75, то номер варианта − 25.
Отчёт о выполненных контрольных работах должен включать: титульный лист, условие задачи и подробную процедуру решения, аналогично тому, как это представлено в примерах выполнения работ. Во время защиты отчёта студент должен уметь обосновать представленное в отчёте решение. На титульном листе отчёта о выполнении контрольных работ необходимо указать фамилию, имя и отчество студента, номер учебной группы, номер варианта.
|
|
|
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1
ТЕМА: Разработка математических моделей гидродинамики потоков и кинетики химических реакций
Контрольная работа включает два задания:
- разработка модели гидродинамики потоков как основы математической модели химико-технологических процессов;
- разработка математической модели кинетики химических реакций.
|
|
|
