Математическое моделирование химико- технологических процессов
Преподаватель: доктор технических наук, профессор
Халитов Рифкат Абдрахманович
1. Системный подход в химической технологии.
Химико-технологическая система как сложная система.
Признаки ХТС как сложной системы. Свойства химико-технологических систем. Критерии оценки эффективности функционирования ХТС. Изображение химико-технологических систем.
2. Классификация химико-технологичсских систем. Динамика химико-технологичеких систем. Структура химико-технологической системы. Типы связей. Рециркуляция в ХТС. Направление потоков.
3. Определение и главная черта моделирования. Понятие физического и математического моделирования. Виды моделей с их краткой характеристикой. Уровни моделирования. Определение сложной системы. Понятие сбалансированной модели.
4. Понятие регулярных моделей и моделей идентификации. Суть прямых и обратных задач математического моделирования. Этапы математического моделирования (схема). Выделить основные этапы. Краткое содержание этапов постановки задачи и разработки математических моделей. Краткое содержание этапов разработки алгоритма и программы расчета.
5. Основные модели ньютоновских жидкостей с их краткой характеристикой (без уравнений). Отличие реологических жидкостей от ньютоновских. Понятие двухфазных систем (потоков). Понятие и примеры неньютоновских (реологических) жидкостей. Отличие их от ньютоновских жидкостей. Кажущаяся (структурная) вязкость. Кажущаяся (структурная) вязкость и виды реологических жидкостей с их краткой характеристикой.
6. Запись законов сохранения для неустановившегося сжимаемого потока реагирующей смеси и физический смысл членов уравнений. Понятие процессов переноса.
7. Двухфазные (дисперсные) среды, их особенности и примеры. Понятие полидисперсных сред. Краткая характеристика двухфазных потоков. Основные структуры (режимы течения) газожидкостных потоков (со схемой).
8. Допущения двухскоростной двухэнтальнийной (типичной) модели течения газожидкостного потока. Характеристика четырех основных моделей дисперсных сред (с твердыми частицами).
9. Структуры технологических потоков. Среднее время пребывания частиц в аппарате. Общее уравнение для потока компонента.
10. Модель идеального смешения (реактора) периодического действия.
Модель идеального смешения непрерывного действия.
11. Ячеечная модель процесса идеального смешения.
12. Модель (реактора) идеального вытеснения.
13. Тепловые процессы и теплопередача. Перенос тепла теплопроводностью. Одномерная стационарная теплопроводность.
14. Формулировка задач нестационарной теплопроводности.
15. Понятие вынужденной и естественной конвекции. Соотношение (роль) молекулярного и конвективного переноса, основные характеристики.
16. Тепловые режимы и тепловые балансы в процессах и аппаратах при наличии реакций.
17. Запись уравнения теплового баланса в случае реакторов идеального смешения и идеального вытеснения. Физический смысл членов этих уравнений.
18. Основные определения и классификация методов планирования эксперимента. Основные понятия планирования эксперимента. Концепции методологии экспериментирования. Постановка задачи планирования эксперимента.
19. Постановка задачи оптимизации. Понятие критерия оптимальности, требования к нему. Функция цели, ограничения и оптимизирующие параметры. Классификация методов оптимизации.
20. Параметры оптимизации. Факторы. Проверка воспроизводимости опытов.
21. Основные понятия химической кинетики. Кинетические уравнения. Методы решения кинетических уравнений.
22. Экспериментальные методы исследования кинетики химических реакций в проточных реакторах идеального вытеснения и идеального перемешивания.
23. Кинетические модели гомогенных химических реакций. Методы численной реализации.
24. Равновесные и балансовые соотношения в процессах массопередачи. Гидродинамические основы процессов массопередачи. Механизм переноса вещества и законы диффузии, основы кинетики процесса массопередачи.
25. Моделирование и расчет диффузионных аппаратов.
26. Расчет процессов разделения в газовых сепараторах на основе методики однократного испарения.
27. Физико-химические основы, принципы расчета и модели процессов ректификации. 28. Физико-химические основы, принципы расчета и модели процессов абсорбции.
29. Физико-химические основы, принципы расчета и модели процессов адсорбции.
30. Основные понятия химической кинетики в гетерогенном катализе. Теория абсолютных скоростей реакций и ее место в катализе. Элементы теории сложных реакций. Понятия идеального и реального адсорбированного слоя.
31. Методы построения кинетических моделей гетерогенных химических реакций: метод Лэнгмюра, метод стационарных концентраций, метод графов.
32. Неподвижный слой катализатора, процессы переноса в слое. Конструкции химических реакторов с неподвижным слоем катализатора.
33. Квазигомогенные модели каталитических химических процессов, модели идеального вытеснения, модели с учётом явлений переноса по радиусу контактной трубки, двухфазные гетерогенные модели. Моделирование промышленных каталитических процессов(на примере синтеза метанола).
34. Физико-химические основы процессов, протекающих в аппаратах с кипящим слоем катализатора. Аппаратурное оформление реакторов с кипящим слоем катализатора. Математические модели. Квазигомогенные модели, двухфазные модели.
20 Гениальных ОТВЕТОВ ШКОЛЬНИКОВ в Контрольных Работах
