1.2. Обработка результатов эксперимента
В процессе работы вы строите два графика. Один - ход температуры во времени. На этом графике – 10 кривых, соответствующих моделируемым режимам. Второй график строится в координатах Т0-ТП. Каждая точка на этом графике - один из смоделированных режимов. Всего на графике получится 10 точек. Рекомендуется около каждой точки написать ее номер и значение степени превращения, полученного в этом режиме (или обозначить перегрев). Этот график покажет характер вашего продвижения к оптимуму в пространстве параметров. При построении графиков следует учитывать следующее (это относится не только к данной работе, но и вообще к любому графику, в построении которого у вас возникнет необходимость):
1. Оси графиков обязательно должны быть подписаны, на них должно быть указано, какая величина откладывается по данной оси и в каких единицах она измеряется. Если график строится на основании численных данных, приведенных тут же (как в нашем случае) используйте одинаковые обозначения для физических величин во всей работе и на графиках, не обозначайте температуру то T, то t и т.п.
2. Масштаб и разметка осей выбираются с учетом полученных значений. Если все ваши температуры лежат выше 60 градусов, именно в точке 60 имеет смысл поместить начало отсчета. На рисунке ниже приведены одни и те же графики, однако с разным выбором начала отсчета. Как можно видеть, первый график анализировать намного проще – ярче выражен характер кривой, лучше видны различия двух кривых. Второй, напротив, затрудняет анализ – всего при двух кривых, а если их будет 10?
Рис. 1.1. Зависимость температуры реакционной смеси от времени пребывания в реакторе идеального вытеснения для различных начальных условий «температура смеси – температура поверхности» (кривые обозначены соответствующими парами чисел, в скобках приведены значения выходов)
3. Каждая кривая на графике должна быть четко обозначена, особенно если их несколько, чтобы их можно было без труда различить. В нашей работе можно обозначить кривые номерами соответствующих экспериментов, но ещё лучше – парами чисел «температура смеси – температура поверхности» (или наоборот; в любом случае, это должно быть указано в подписи, как показано выше) – тогда ни читающему вашу работу, ни вам самим не придется постоянно заглядывать в таблицу, чтобы выяснить, что же за условия были в 5-м и 8-м экспериментах и т.д. Разумеется, этот метод не годится, если в экспериментах варьируется сразу множество различных условий, вплоть до используемого реактора – тогда всё-таки вводятся численные или буквенные условные обозначения.
В данной работе рекомендуется также подписать значения выходов, соответствующие каждой кривой – график приобретет вид, похожий на рис. 1.1а. Подпись под графиком может показаться длинноватой – но, учитывая, что она избавляет от необходимости перерыть всю экспериментальную часть и постоянно к ней возвращаться, – оно того стоит.
1.3. Обсуждение результатов.
Написание отчета. Любой отчет исследователя, а также статья, квалификационная работа, диссертация имеют общую структуру, которая облегчает жизнь как пишущему, так и читающему. Эти работы всегда состоят из введения (цель и задачи), теоретической части, экспериментальной части, обсуждения результатов и выводов.
Цель и задача работы. При определении цели и постановке задачи следует руководствоваться уже упоминавшимся принципом: цель отвечает на вопрос, что мы хотим сделать; задача – как. Иными словами цель описывает желаемый результат, задача – процесс, ведущий к нему.
Теоретическая часть включает построение собственно модели исследуемой системы. Здесь задаются некоторые входные параметры (ограничения по времени, температуре, система реакций) и создается (записывается) модель – в нашем случае система нелинейных дифференциальных уравнений, описывающая протекание процесса в реакторе идеального вытеснения.
Экспериментальная часть. В этой части описывается экспериментальная методика, и приводятся полученные данные. Экспериментальная методика не должна содержать описание приемов работы с персональным компьютером, а только указывать на используемую программу. Далее должна приводятся таблицы экспериментальных данных и полученные на их основе графики.
Обсуждение результатов 1-й лабораторной работы разбивается на несколько основных моментов.
1. Вы должны выяснить, почему кривые распределения температуры имеют получившийся вид, как и почему они зависят от значений Т0 и ТП. Постарайтесь установить связь между видом распределения температуры и результатом и объяснить ее с теоретической точки зрения.
2. Желательно сформулировать, почему вы двигались к оптимуму таким путем и где бы вы стали искать оптимум после проведенного анализа, если бы продолжили поиск, и т.д.
3. Укажите ограничения, накладываемые на выбираемые условия, с учетом вида полученных кривых и окончательно сформулируйте рекомендации по выбору оптимального режима.
Вывод должен представлять собой краткое обобщение изложенного в обсуждении результатов, но не являться повторением этого раздела.
Следующие четыре работы (2,3,4 и 5) представляют собой единый цикл. Исходные данные, полученные в работе 2, используются при выполнении всех работ цикла, работы 2 и 3 посвящены моделированию и расчету реакторов, в работе 5 производится оптимизация реактора.