Программа для расчета РИВ(изотермический)

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

40 T0 = 480

50 C = 3000

60 K = 410

70 F = 1.2

80 Q = 1

85 z = .04

90 R = 8.31

100 V = .2203

105 D = 700

110 H1 = 700: H2 = 300: H3 = 300: H4 = 200: H5 = -100: H6 = 100

145 A0 = 1: B0 = 0: C0 = 0: D0 = 0: E0 = 0: T1 = T0

150 A1 = A0: B1 = B0: C1 = C0: D1 = D0: E1 = E0

151 W = .05

155 FOR L = 0 TO 10

156 K1 = 6.27E+22 * EXP(-208000 / (8.31 * T1))

157 K2 = 2.92E+14 * EXP(-135000 / (8.31 * T1))

158 K3 = 2.33E+14 * EXP(-135000 / (8.31 * T1))

159 K4 = 8.1E+11 * EXP(-115000 / (8.31 * T1))

160 K5 = 1.54E+11 * EXP(-115000 / (8.31 * T1))

161 K6 = 2.38E+20 * EXP(-201000 / (8.31 * T1))

185 A2 = A1 + W * (-K1 * A1 - K5 * A1) / Q

215 B2 = B1 + W * (K1 * A1 - K2 * B1) / Q

245 C2 = C1 + W * (K2 * B1 - K3 * C1) / Q

270 D2 = D1 + W * (K3 * C1 - K4 * D1) / Q

295 E2 = E1 + W * (K4 * D1 + K5 * A1) / Q

320 T2 = T1 + W * ((K1 * A1 * H1 + K2 * B1 * H2 + K3 * C1 * H3 + K4 * D1 * H4 + K5 * E1 * H5 + K6 * C1 * H6) / (D * C) - 4 * K * (T1 - T5) / (z * D * C)) / Q

325 PRINT "a="; A2; "b="; B2; "c="; C2; "d=", D2; "e=", E2; "t=", T2

330 A1 = A2: B1 = B2: C1 = C2: D1 = D2: E1 = E2

335 NEXT L

340 END

Строчки 30-110 - ввод исходных данных из задания

Строчки 145-155 - остаются без изменения

Строчки 156 – 320 - ввод констант скоростей и уравнений расчета концентраций и температуры по методу Эйлера

Строчки 325-340 - остаются без изменения

Обозначения в программе

Начальная температура сырья Т _нач	Обозначение в программе - Т ₀
Температура хладагента Т _хол	Обозначение в программе - Т₅
Теплоемкость реакционной смеси с_р	Обозначение в программе - С
Коэффициент теплопередачи К;	Обозначение в программе - К
Плотность сырья r_о;	Обозначение в программе - D
Поверхность теплопередачи F	Обозначение в программе - F
Скорость потока u, м/с	Обозначение в программе - Q
Универсальная газовая постоянная R	Обозначение в программе - R
Объем реактора V ;	Обозначение в программе - V
Тепловые эффекты химических реакций [дж/кг]	Н₁, Н₂, Н₃, Н₄, Н₅ , Н₆, Н₇
Начальная концентрация сырья принимается равной 1	Обозначение в программе - А ₀= 1
Концентрации сырья и продуктов реакции	Обозначение в программе - А1, В1, С1, D1, Е1
Концентрации продуктов реакции пронимаются равными нулю	Обозначение в программе - В ₀= 0, С₀ = 0, D ₀ = 0, Е ₀ = 0
Значение концентраций и температуры на следующем шаге	Обозначение в программе - А2 , В2 , С2 , D2, E2, T2
Температура сырья	Обозначение в программе - Т 1
Шаг интегрирования	Обозначение в программе - W
Количество шагов (циклов)	Обозначение в программе - L
Предэкспоненциальные множители	k₀₁, k₀₂, k₀₃, k₀₄, k₀₅ ,k₀₆, k₀₇
Диаметр реактора d, (рассчитывается из уравнения объемного расхода v=uS=uπ*d²/4)	Обозначение в программе Z
Переадресация для цикла:	А1 = А2, В1 = В2, С1= С2, D1 = D2, Е1 = Е2, Т1 = Т2

Программа для расчета РИВ(адиабатический)

40 T0 = 480

50 C = 3000

60 K = 410

70 F = 1.2

80 Q = 1

85 z = .04

90 R = 8.31

100 V = .2203

105 D = 700

110 H1 = 700: H2 = 300: H3 = 300: H4 = 200: H5 = -100: H6 = 100

145 A0 = 1: B0 = 0: C0 = 0: D0 = 0: E0 = 0: T1 = T0

150 A1 = A0: B1 = B0: C1 = C0: D1 = D0: E1 = E0

151 W = .05

155 FOR L = 0 TO 10

156 K1 = 6.27E+22 * EXP(-208000 / (8.31 * T1))

157 K2 = 2.92E+14 * EXP(-135000 / (8.31 * T1))

158 K3 = 2.33E+14 * EXP(-135000 / (8.31 * T1))

159 K4 = 8.1E+11 * EXP(-115000 / (8.31 * T1))

160 K5 = 1.54E+11 * EXP(-115000 / (8.31 * T1))

161 K6 = 2.38E+20 * EXP(-201000 / (8.31 * T1))

185 A2 = A1 + W * (-K1 * A1 - K5 * A1) / Q

215 B2 = B1 + W * (K1 * A1 - K2 * B1) / Q

245 C2 = C1 + W * (K2 * B1 - K3 * C1) / Q

270 D2 = D1 + W * (K3 * C1 - K4 * D1) / Q

295 E2 = E1 + W * (K4 * D1 + K5 * A1) / Q

320 T2 = T1 + W * ((K1 * A1 * H1 + K2 * B1 * H2 + K3 * C1 * H3 + K4 * D1 * H4 + K5 * E1 * H5 + K6 * C1 * H6) / (D * C* Q))

325 PRINT "a="; A2; "b="; B2; "c="; C2; "d=", D2; "e=", E2; "t=", T2

330 A1 = A2: B1 = B2: C1 = C2: D1 = D2: E1 = E2

335 NEXT L

340 END

Строчки 30-110 - ввод исходных данных из задания

Строчки 145-155 - остаются без изменения

Строчки 156 – 320 - ввод констант скоростей и уравнений расчета концентраций и температуры по методу Эйлера

Строчки 325-340 - остаются без изменения

Задания для выполнения лабораторной работы

ВАРИАНТ 1

ПОЛУЧИТЬ ЗАВИСИМОСТЬ КОНЦЕНТРАЦИЙ И ТЕМПЕРАТУРЫ ОТ ВРЕМЕНИ ПРЕБЫВАНИЯ В РЕАКТОРЕ ИДЕАЛЬНОГО СМЕШЕНИЯ(ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ И АДИАБАТИЧЕСКИЙ) И РЕАКТОРЕ ИДЕАЛЬНОГО ВЫТЕСНЕНИЯ (ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ И АДИАБАТИЧЕСКИЙ), ГДЕ ПРОТЕКАЮТ РЕАКЦИИ

А ® В (k₁) В ® С (k₂) С ® D (k₃) D ® E (k₄)

D E (k₅) A C (k₆)

Исходные данные:

Предэкспоненциальные множители (с^-1)

k₀₁ = 6,27E 22 k₀₂ = 2,92E 14 k₀₃ = 2,33E 14

k₀₄ = 8,1E 11 k₀₅ = 1,54E 11 k₀₆ = 2,38E 20

энергии активации (кДж/моль)

Е₁ =2,08Е 5 Е₂ = 1,35Е 5 Е₃ =1,35Е 5

Е₄ = 1,15Е 5 Е₅ = 1,15Е 5 Е₆ = 2,01Е 5

Тепловые эффекты реакции (Дж/кг)

Н₁=700 Н₂ = 300 Н₃ = 300 Н₄ = 200 Н₅ = - 100 Н₆ = 100

Начальная температура сырья Т= 480 К

Температура хладагента Т_х = 300 К

Теплоемкость с_р = 3000 Дж/кг*К

Коэффициент теплопередачи К = 410 Вт/м²*К

Плотность сырья r = 700 кг/м³

Поверхность теплопередачи F = 1,2 м²

Объем реактора V = 0,22 м³

Расход сырья С = 0,07 м³/сек

При расчете реактора идеального вытеснения (изотермический и адиабатический) задать шаг интегрирования 0,05 (5 см) и 0,1 (10см), скорость потока 0,5 м/с, 1 м/с, 5 м/с, 10 м/с

Построить графики зависимости конверсии сырья (вещество А) от скорости потока для РИВ адиабатического и изотермического длиной 0,5м и 1 м.

Вывод : сравнительный анализ влияния гидродинамического и теплового режимов на конверсию сырья. Обосновать выбор типа реактора по результатам выполненных расчетов.

__________________________________________________

ВАРИАНТ 2

А ® В (k₁) В ® С (k₂) С ® D (k₃) D ® E (k₄)

А В (k₅) В C (k₆) С D (k₇) A C (k₈)

Исходные данные:

Предэкспоненциальные множители (с^-1)

k₀₁ = 1,4E 18 k₀₂ = 4,31E 16 k₀₃ = 2,54E 18

k₀₄ = 2,071E 16 k₀₅ = 7,77E 8 k₀₆ = 8,3E 11 k ₀₇ = 2,32E 10 k ₀₈ = 2,713E 17

энергии активации (кДж/моль)

Е₁ = 1,3Е 5 Е₂ = 1,2Е 5 Е₃ =1,34Е 5 Е₄ = 1,2Е 5

Е₅ = 6,69Е 5 Е₆ = 9,36Е 5 Е ₇ = 8,09Е 5 Е ₈ = 1,34Е 5

Тепловые эффекты реакции (Дж/кг)

Н₁= 1300 Н₂ = 200 Н₃ = 200 Н₄ = 200

Н₅ = - 100 Н₆ = 100 Н₇ = 2 Н₈ = 6

Начальная температура сырья Т= 380 К

Температура хладагента Т_х = 300 К

Теплоемкость с_р = 2600 Дж/кг*К

Коэффициент теплопередачи К = 530 Вт/м²*К

Плотность сырья r = 620 кг/м³

Поверхность теплопередачи F = 1,6 м²

Объем реактора V = 0,38 м³

Расход сырья С = 0,02 м³/сек

ВАРИАНТ 3

А ® В (k₁) В ® С (k₂) С ® D (k₃) D ® E (k₄)

А ® С (k₅)

Исходные данные:

Предэкспоненциальные множители (с^-1)

k₀₁ = 8,63E 13 k₀₂ = 1,71E 7 k₀₃ = 1,19E 8 k₀₄ = 5,5E 10 k₀₅ = 4,48E 5

энергии активации (кДж/моль)

Е₁ = 9,85Е 4 Е₂ = 5,56Е 4 Е₃ = 6,27Е 4

Е₄ = 8,2Е 4 Е₅ = 4,79Е 4

Тепловые эффекты реакции (Дж/кг)

Н₁= 700 Н₂ = 300 Н₃ = 300 Н₄ = 200 Н₅ = 100

Начальная температура сырья Т= 370 К

Температура хладагента Т_х = 300 К

Теплоемкость с_р = 1900 Дж/кг*К

Коэффициент теплопередачи К = 470 Вт/м²*К

Плотность сырья r = 870 кг/м³

Поверхность теплопередачи F = 2,3 м²

Объем реактора V = 0,17 м³

Расход сырья С = 0,014 м³/сек

ВАРИАНТ 4

А ® В (k₁) В ® С (k₂) С ® D (k₃) D ® E (k₄)

А В (k₅) В C (k₆) С D (k₇)

Исходные данные:

Предэкспоненциальные множители (с^-1)

k₀₁ = 6,65E 7 k₀₂ = 1,22E 19 k₀₃ = 2,25E 11

k₀₄ = 1,071E 15 k₀₅ = 1,77E 18 k₀₆ = 1,14E 11 k ₀₇ = 1,15E 7

энергии активации (кДж/моль)

Е₁ = 5,68Е 4 Е₂ = 1,49Е 5 Е₃ = 8,99Е 4 Е₄ = 1,17Е 5

Е₅ = 1,44Е 5 Е₆ = 8,36Е 4 Е ₇ = 5,68Е 4

Тепловые эффекты реакции (Дж/кг)

Н₁= 700 Н₂ = 200 Н₃ = 200 Н₄ = 200 Н₅ = - 100 Н₆ = 10 Н₇ = 5

Начальная температура сырья Т= 400 К

Температура хладагента Т_х = 300 К

Теплоемкость с_р = 2900 Дж/кг*К

Коэффициент теплопередачи К = 730 Вт/м²*К

Плотность сырья r = 660 кг/м³

Поверхность теплопередачи F = 2,6 м²

Объем реактора V = 0,27 м³

Расход сырья С = 0,018 м³/сек

ВАРИАНТ 5

А ® В (k₁) В ® С (k₂) С ® D (k₃) D ® E (k₄)

D С (k₅) A C (k₆)

Исходные данные:

Предэкспоненциальные множители (с^-1)

k₀₁ = 4,27E 22 k₀₂ = 2,92E 14 k₀₃ = 2,33E 14

k₀₄ = 8,1E 11 k₀₅ = 2,54E 11 k₀₆ = 2,38E 20

энергии активации (кДж/моль)

Е₁ = 2,08Е 5 Е₂ = 1,35Е 5 Е₃ =1,35Е 5 Е₄ = 1,15Е 5

Е₅ = 1,15Е 5 Е₆ = 2,01Е 5

Тепловые эффекты реакции (Дж/кг)

Н₁=700 Н₂ = 300 Н₃ = 300 Н₄ = 200 Н₅ = - 100 Н₆ = 100

Начальная температура сырья Т= 470 К

Температура хладагента Т_х = 300 К

Теплоемкость с_р = 3000 Дж/кг*К

Коэффициент теплопередачи К = 460 Вт/м²*К

Плотность сырья r = 700 кг/м³

Поверхность теплопередачи F = 1,5 м²

Объем реактора V = 0,22 м³

Расход сырья С = 0,07 м³/сек

ВАРИАНТ 6

А ® В (k₁) В ® С (k₂) С ® D (k₃) D ® E (k₄)

А В (k₅) В C (k₆) С D (k₇)

Исходные данные:

Предэкспоненциальные множители (с^-1)

k₀₁ = 1,5E 17 k₀₂ = 4,41E 15 k₀₃ = 2,44E 17

k₀₄ = 1,071E 16 k₀₅ = 7,7E 8 k₀₆ = 8,3E 11 k ₀₇ = 2,32E 10

энергии активации (кДж/моль)

Е₁ = 1,33Е 5 Е₂ = 1,24Е 5 Е₃ =1,4Е 5 Е₄ = 1,29Е 5

Е₅ = 6,9Е 5 Е₆ = 9,3Е 5 Е ₇ = 8,0Е 5

Тепловые эффекты реакции (Дж/кг)

Н₁= 1300 Н₂ = 200 Н₃ = 200 Н₄ = 200 Н₅ = - 100 Н₆ = 100 Н₇ = 2

Начальная температура сырья Т= 390 К

Температура хладагента Т_х = 300 К

Теплоемкость с_р = 2900 Дж/кг*К

Коэффициент теплопередачи К = 580 Вт/м²*К

Плотность сырья r = 640 кг/м³

Поверхность теплопередачи F = 1,6 м²

Объем реактора V = 0,38 м³

Расход сырья С = 0,02 м³/сек

__________________________________________________________________

ВАРИАНТ 7

А ® В (k₁) В ® С (k₂) С ® D (k₃) D ® E (k₄)

А ® Е (k₅)

Исходные данные:

Предэкспоненциальные множители (с^-1)

k₀₁ = 8,63E 13 k₀₂ = 1,71E 7 k₀₃ = 1,19E 8 k₀₄ = 5,5E 10 k₀₅ = 4,4E 5

энергии активации (кДж/моль)

Е₁ = 9,85Е 4 Е₂ = 5,56Е 4 Е₃ = 6,27Е 4 Е₄ = 8,2Е 4 Е₅ = 4,7Е 4

Тепловые эффекты реакции (Дж/кг)

Н₁= 700 Н₂ = 300 Н₃ = 300 Н₄ = 200 Н₅ = 100

Начальная температура сырья Т= 370 К

Температура хладагента Т_х = 300 К

Теплоемкость с_р = 1900 Дж/кг*К

Коэффициент теплопередачи К = 470 Вт/м²*К

Плотность сырья r = 870 кг/м³

Поверхность теплопередачи F = 2,3 м²

Объем реактора V = 0,17 м³

Расход сырья С = 0,014 м³/сек

___________________________________________________

ВАРИАНТ 8

А ® В (k₁) В ® С (k₂) С ® D (k₃) D ® E (k₄)

А В (k₅) В C (k₆)

Исходные данные:

Предэкспоненциальные множители (с^-1)

k₀₁ = 3,65E 17 k₀₂ = 1,2E 19 k₀₃ = 2,5E 11 k₀₄ = 1,071E 15

k₀₅ = 1,77E 18 k₀₆ = 1,14E 11

энергии активации (кДж/моль)

Е₁ = 5,6Е 4 Е₂ = 1,4Е 5 Е₃ = 8,99Е 4 Е₄ = 1,17Е 5

Е₅ = 1,44Е 5 Е₆ = 8,36Е 4

Тепловые эффекты реакции (Дж/кг)

Н₁= 700 Н₂ = 200 Н₃ = 200 Н₄ = 200 Н₅ = - 100 Н₆ = 10

Начальная температура сырья Т= 400 К

Температура хладагента Т_х = 300 К

Теплоемкость с_р = 2900 Дж/кг*К

Коэффициент теплопередачи К = 730 Вт/м²*К

Плотность сырья r = 660 кг/м³

Поверхность теплопередачи F = 2,6 м²

Объем реактора V = 0,27 м³

Расход сырья С = 0,018 м³/сек

ВАРИАНТ 9

А ® В (k₁) В ® С (k₂) С ® D (k₃) D ® E (k₄)

D E (k₅)

Исходные данные:

Предэкспоненциальные множители (с^-1)

k₀₁ = 6,27E 22 k₀₂ = 2,92E 14 k₀₃ = 2,33E 14

k₀₄ = 8,1E 11 k₀₅ = 1,54E 11

энергии активации (кДж/моль)

Е₁ =2,08Е 5 Е₂ = 1,35Е 5 Е₃ =1,35Е 5 Е₄ = 1,15Е 5 Е₅ = 1,15Е 5

Тепловые эффекты реакции (Дж/кг)

Н₁=700 Н₂ = 300 Н₃ = 300 Н₄ = 200 Н₅ = - 100

Начальная температура сырья Т= 480 К

Температура хладагента Т_х = 300 К

Теплоемкость с_р = 3000 Дж/кг*К

Коэффициент теплопередачи К = 410 Вт/м²*К

Плотность сырья r = 700 кг/м³

Поверхность теплопередачи F = 1,2 м²

Объем реактора V = 0,22 м³

Расход сырья С = 0,07 м³/сек

__________________________________________________

ВАРИАНТ 10

А ® В (k₁) В ® С (k₂) С ® D (k₃) D ® E (k₄)

А В (k₅) В C (k₆) С D (k₇)

Исходные данные:

Предэкспоненциальные множители (с^-1)

k₀₁ = 1,4E 18 k₀₂ = 4,31E 16 k₀₃ = 2,54E 18

k₀₄ = 2,071E 16 k₀₅ = 7,77E 8 k₀₆ = 8,3E 11 k ₀₇ = 2,32E 10

энергии активации (кДж/моль)

Е₁ = 1,3Е 5 Е₂ = 1,2Е 5 Е₃ =1,34Е 5 Е₄ = 1,2Е 5

Е₅ = 6,69Е 5 Е₆ = 9,36Е 5 Е ₇ = 8,09Е 5

Тепловые эффекты реакции (Дж/кг)

Н₁= 1300 Н₂ = 200 Н₃ = 200 Н₄ = 200 Н₅ = - 100 Н₆ = 100 Н₇ = 2

Начальная температура сырья Т= 380 К

Температура хладагента Т_х = 300 К

Теплоемкость с_р = 2600 Дж/кг*К

Коэффициент теплопередачи К = 530 Вт/м²*К

Плотность сырья r = 620 кг/м³

Поверхность теплопередачи F = 1,6 м²

Объем реактора V = 0,38 м³

Расход сырья С = 0,02 м³/сек

ВАРИАНТ 11

А ® В (k₁) В ® С (k₂) С ® D (k₃) D ® E (k₄)

А ® С (k₅)

Исходные данные:

Предэкспоненциальные множители (с^-1)

k₀₁ = 8,63E 13 k₀₂ = 1,71E 7 k₀₃ = 1,19E 8 k₀₄ = 5,5E 10 k₀₅ = 4,48E 5

энергии активации (кДж/моль)

Е₁ = 9,85Е 4 Е₂ = 5,56Е 4 Е₃ = 6,27Е 4 Е₄ = 8,2Е 4 Е₅ = 4,79Е 4

Тепловые эффекты реакции (Дж/кг)

Н₁= 700 Н₂ = 300 Н₃ = 300 Н₄ = 200 Н₅ = 100

Начальная температура сырья Т= 370 К

Температура хладагента Т_х = 300 К

Теплоемкость с_р = 1900 Дж/кг*К

Коэффициент теплопередачи К = 470 Вт/м²*К

Плотность сырья r = 870 кг/м³

Поверхность теплопередачи F = 2,3 м²

Объем реактора V = 0,17 м³

Расход сырья С = 0,014 м³/сек

ВАРИАНТ 12

А ® В (k₁) В ® С (k₂) С ® D (k₃) D ® E (k₄)

А В (k₅) В C (k₆)

Исходные данные:

Предэкспоненциальные множители (с^-1)

k₀₁ = 6,65E 7 k₀₂ = 1,22E 19 k₀₃ = 2,25E 11

k₀₄ = 1,071E 15 k₀₅ = 1,77E 18 k₀₆ = 1,14E 11

энергии активации (кДж/моль)

Е₁ = 5,68Е 4 Е₂ = 1,49Е 5 Е₃ = 8,99Е 4 Е₄ = 1,17Е 5 Е₅ = 1,44Е 5 Е₆ = 8,36Е 4

Тепловые эффекты реакции (Дж/кг)

Н₁= 700 Н₂ = 200 Н₃ = 200 Н₄ = 200 Н₅ = - 100 Н₆ = 10

Начальная температура сырья Т= 400 К

Температура хладагента Т_х = 300 К

Теплоемкость с_р = 2900 Дж/кг*К

Коэффициент теплопередачи К = 730 Вт/м²*К

Плотность сырья r = 660 кг/м³

Поверхность теплопередачи F = 2,6 м²

Объем реактора V = 0,27 м³

Расход сырья С = 0,018 м³/сек

Контрольные вопросы

Признаки классификации химических реакторов.
Характеристика РИС и РИВ, конструкции.
Изотермический, адиабатический реакторы, характеристика, конструкции.
Возможности и преимущества метода математического моделирования.
Структура и состав математической модели ХТО.
Особенности создания математического описания химического реактора. Иерархический подход при разработке математической модели химического реактора.
Начальные и граничные условия математической модели ХТО.
Исходные данные для расчета химреактора. Способы представления результатов расчета химреактора.
Основные показатели эффективности работы реакторного блока
Как используется теория подобия при расчете химреактора.

СОДЕРЖАНИЕ

1	СТРУКТУРА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ. СОСТАВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ.	4
2	МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТРУКТУРЫ ПОТОКОВ В АППАРАТЕ (ГИДРОДИНАМИКА).	6
3	ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС СИСТЕМЫ.	9
4	СПОСОБЫ РЕШЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ.	15
5	Задания для выполнения лабораторной работы	22

Учебное издание

Составитель ШКАРУППА Светлана Петровна

Дата: 2019-02-25, просмотров: 255.

⇐ Предыдущая 1 2 34