Формализованное описание.
При формализованном описании выделяют основные процессы, которые протекают в объекте и которые должны найти отражение в математическом описании объекта. При этом также формулируются основные допущения, позволяющие сократить до разумных пределов число элементарных процессов, установить их взаимосвязи и определить характер их протекания.
При математическом моделировании сложных технологических объектов обычно принимаются во внимание следующие «элементарные» процессы:
1) движение сырьевых и продуктовых потоков в различных фазах;
2) массо- и теплообмен между фазами;
3) химические превращения компонентов:
4) тепловые эффекты химических и физических процессов:
5) теплообмен с окружающим пространством:
6) изменение агрегатного состояния реагентов (плавление, испарения, конденсация и т.д.):
Полнота учета «элементарных» процессов при составлении математической модели объекта зависит от того, насколько тесно взаимосвязаны эти процессы и какое влияние они оказывают на общий итог функционирования процесса. На этом этапе часто вводят различные упрощающие допущения, что позволяет упростить структуру объекта и выделить только основные свойства, имеющие значение для достижения поставленной цели моделирования.
Поэтому одним из важных и основных этапов при составлении формализованного описания объекта моделирования является формулирование цели моделирования. Это позволяет создать достаточно простую модель и выделить основные свойства, интересующие исследователя на данном этапе.
При формализованном описании выделяются также основные параметры, характеризующие объект. Эти параметры должны быть включены в математическое описание. Среди основных параметров можно выделить следующие группы параметров:
· Конструктивные параметры. К этому классу параметров относятся структурные и геометрические параметры, отражающие конструктивное оформление моделируемого объекта.
Структурные параметры. Под структурными параметрами понимают описательные характеристики моделируемого объекта, не имеющие численного выражения. К таким параметрам относится тип модели потоков (идеально вытеснение или идеальное смешение), последовательность прохождения сырьевых потоков через аппарат (прямоток или противоток), организация теплообмена и т.д.
Геометрические параметры. Под геометрическими параметрами понимаются численные характеристики аппаратурного оформления моделируемого объекта, например, объем печи, площадь поперечного сечения и высота аппарата, число секций нагрева, удельная поверхность шихты и другие характеристики.
Физические параметры. К этому классу относятся параметры, описывающие физические характеристики сырьевых и продуктовых потоков веществ моделируемого объекта. Среди этих параметров можно выделить следующие группы:
Параметры состояния потоков представляют численные значения потоков веществ и характеристики их состава.
Параметры свойств потоков. Под параметрами свойств потоков понимают количественные характеристики параметров потоков, не входящие непосредственно в выражение для движущих сил, но необходимые для расчетов условий протекания процессов – теплоемкость, вязкость, плотность, теплота испарения и другие. Параметры этой группы могут зависеть от параметров состояния потоков, например, от состава и температуры, что требует учета этих свойств при составлении математического описания объекта.
Параметры «элементарных» процессов. К этому классу параметров относятся гидродинамические и физико-химические параметры, используемые для описания механизмов «элементарных» процессов, например, движения потов фаз, тепло- и массопередачи, химических реакций и т.д.
Гидродинамические параметры представляют собой характеристики потоков веществ в модели, обусловленные типом используемой модели. Эти параметры модели могут зависеть от физических параметров модели.
Физико-химические параметры -характеристики процессов тепло- и массопередачи, скоростей химических реакций, фазовых превращений и т.д.
Точность полученных результатов моделирования зависит от того, насколько полно отражены различные параметры реального объекта в его математической модели и насколько количество и пределы изменения переменных состояния соответствуют наблюдаемости системы.
Дата добавления: 2020-10-25; просмотров: 623;