laboratornaya_7

Лабораторная работа №7:

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

Вариант №15

Цель работы:

• выполнить моделирование кинетики сложной химической реакции в Simulink; получить кинетические кривые в графическом и численной виде; определить время завершения реакции;

• выполнить моделирование начала работы реактора смешения процесса в Simulink; получить кинетические кривые в графическом и численной виде; определить время выхода реактора в стационарный режим.

I часть (кинетика реакции)

Исходные данные: X1 2X2, X2 X3, X3 + 2X4 X5, X5 X1 + X6

С1₀=0; С2₀=0,5; С3₀=0,8; С4₀=1,6; С5₀=0,1; С6₀=0,1; К1=0,45; К2=0,2; К3=0,25; К4=0,4; К5=0,3

Часть 1

(кинетика реакции)

S-модель

Время завершения реакции:

Результаты решения

t	C1	C2	C3	C4	C5	C6
0	0	0.50	0.80	1.60	0.10	0.10
0.56	0.06	0.41	0.60	1.08	0.32	0.14
4.01	0.24	0.43	0.60	0.41	0.29	0.50
8.01	0.23	0.49	0.97	0.20	0.14	0.75
12.01	0.16	0.41	1.37	0.12	0.07	0.88
16.01	0.09	0.30	1.71	0.07	0.03	0.93
20.01	0.05	0.20	1.95	0.05	0.02	0.96
24.01	0.02	0.12	2.10	0.04	0.01	0.97
28.01	0.01	0.07	2.19	0.03	0.00	0.98
32.01	0.00	0.04	2.24	0.03	0.00	0.98
36.01	0.00	0.02	2.26	0.02	0.00	0.99
40.00	0.00	0.01	2.27	0.02	0.00	0.99

II часть (кинетика в реакторе смешения)

Исходные данные:

1. Реакция смотри первую часть.

2. С1_вх=0; С2_вх=0,5; С3_вх=0,8; С4_вх=1,6; С5_вх=0,1; С6_вх=0,1;

3. Время пребывания реакционной массы в реакторе

Математическое описание (МО) кинетики реакции – это система дифференциальных уравнений, результатом решения которой являются значения концентраций всех реагентов в любой момент времени протекания реакции. Если механизм реакции известен, то для разработки МО используется матричная форма представления системы.

+

S-модель

Результаты решения реакции:

Время завершения реакции:

t	C1	C2	C3	C4	C5	C6
0	0	0	0	0	0	0
1.47	0	0.05	0.07	0.15	0.01	0.01
11.47	0	0.27	0.43	0.86	0.05	0.05
21.47	0	0.38	0.61	1.22	0.08	0.08
31.47	0	0.44	0.70	1.40	0.09	0.09
41.47	0	0.47	0.75	1.50	0.09	0.09
51.47	0	0.48	0.77	1.55	0.10	0.10
61.47	0	0.49	0.79	1.57	0.10	0.10
71.47	0	0.50	0.79	1.59	0.10	0.10
81.47	0	0.50	0.80	1.59	0.10	0.10
91.47	0	0.50	0.80	1.60	0.10	0.10
100.00	0	0.50	0.80	1.60	0.10	0.10

Вывод: В ходе данной лабораторной работы мы выполнили моделирование кинетики сложной химической реакции в Simulink; получили кинетические кривые в графическом и численной виде; определили время завершения реакции ; выполнили моделирование начала работы реактора смешения процесса в Simulink; получили кинетические кривые в графическом и численной виде; определили время выхода реактора в стационарный режим.