Лабораторная работа 7 Моделирование кинетики сложной химической реакции и работы реактора смешения в Simulink

• Название: Лабораторная работа 7 Моделирование кинетики сложной химической реакции и работы реактора смешения в Simulink
• Дата: 10.05.2022
• Размер: 488.98 Kb.
• Имя файла: Laboratornaya_rabota_7_it.docx
• Тип: Лабораторная работа; #521061

Лабораторная работа №7:

«Моделирование кинетики сложной химической реакции и работы реактора смешения в Simulink»

Выполнили: Зайцева Яна, Овчинников Николай (2/2)

Цель работы:

1. 
   выполнить моделирование кинетики сложной химической реакции в Simulink; получить кинетические кривые в графическом и численной
   

виде; определить время завершения реакции;

2. 
   выполнить моделирование начала работы реактора смешения процесса
   

в Simulink; получить кинетические кривые в графическом и численной

виде; определить время выхода реактора в стационарный режим.

Индивидуальное задание (кинетическая схема, 𝑘𝑗 и 𝐶𝑖):



Первая часть (кинетика реакции)

Математическое описание реакции:

• 
  Кинетическая схема:
  

1 стадия
2 стадия
3 стадия
4 стадия
5 стадия

• 
  Скорости отдельных стадий реакции:
  

1 стадия
2 стадия
3 стадия
4 стадия
5 стадия

• 
  Стехиосетрическая матрица:
  

	1 стадия	2 стадия	3 стадия	4 стадия	5 стадия
	-1	1	0	0	-1
	2	-2	-1	0	0
	0	0	-1	-1	0
	0	0	1	-1	0
	0	0	0	1	-1
	0	0	0	0	1

• 
  Система диффиринциальных равнений:
  

Составление данной модели в Simulink:

Блоки и их настройка в S – модели, а также блок – диаграмма с маркировкой информационных потоков:

Результаты решения в виде таблиц и графика





Из графика и представленной таблицыбыло определено, что завершение реакции наступит при времени равном 116,75 мин, т.е. приблизительно при 117 мин.

II часть (реактор смешения)



МО кинетики химической реакции в реакторе смешения в соответствии с заданием

Для реактора идеального смешения реакция описание примет следующий вид ( мин, моль/л [𝑖 = 1. .6] ):



Составление данной модели в Simulink:

Блоки и их настройка в S – модели, а также блок – диаграмма с маркировкой информационных потоков:



Результаты решения в виде таблиц и графика:





Из графика и представленной таблицы было определено, что завершение реакции наступит при времени равном 8,1 мин.

Вывод: на основании представленного механизма сложной химической реакции и ряда начальных условий / констант скоростей стадий мы выполнили моделирование кинетики данной химической реакции в лабораторных условиях и условиях реактора идеального смешения непрерывного режима работы. В качестве результата мы предоставили таблицы и кинетические кривые данных химических процессов. Также было определено время окончания химической реакции при заданных условиях, которое составило 117 минут и время выхода работы реактора в стационарный режим, которое составило 8,1 минуту.