Запропоновано засіб опису стаціонарного стана протяжного хімічного реактора, що включає взаємодіючий із поверхнею зразка активний газ, за допомогою методів термодинаміки. Для цього реактор розподілено на елементарні комірки, усередині яких термодинамічні параметри можна вважати однорідними. Відхилення від рівноваги в кожній з цих комірок враховується спеціальними поправками до хімічного потенціалу окремих речовин.

Електрохімічні реактори з застосуванням псевдозріджених неелектропровідних (скло, пісок або пластмаси), електропровідних (гранули металів або покриті металом), напівпровідникових (різноманітні вуглецеві матеріали) та протонпровідних (іонообмінні матеріали) часток широко вивчено та застосовано у процесах розділення речовин. Кожен із типів реакторів є придатним для розділення складних сумішей та очищення розбавлених розчинів, що дає змогу використовувати їх у технологіях захисту навколишнього середовища. На базі досліджень і конструкторських розробок таких тривимірних електродних систем визначено основні області та обмеження в їх застосуванні.

Розглянуто питання теорії хімічних реакторів, а також особливості складання та аналізу кінетичних моделей хімічних реакцій з метою математичного опису хімічних процесів на підставі вивчення фізико-хімічних закономірностей та явищ тепломасопереносу. Запропоновано методику побудови математичних моделей реакторів з різною структурою потоку, охарактеризовано принципи вибору даних апаратів для здійснення конкретного хімічного процесу.

Рассмотрены вопросы теории химических реакторов, а также особенности составления и анализа кинетических моделей химических реакций для математического описания химических процессов на основе изучения физико-химических закономерностей и явления тепломассопереноса. Предложена методика построения математических моделей реакторов с различной структурой потока, охарактеризованы принципы выбора данных аппаратов для осуществления конкретного химического процесса.

Освещены новые математические модели реакторов, основанные на гидродинамических, вероятностных, процессных, диффузионных, ячеечных моделях. Описана структура гидродинамических потоков внутри реакторов. Рассмотрены вопросы теории рециркуляции регулирующих сред, основанной на дифференциальных уравнениях с отклоняющимся аргументом, методы многомерного пространства, позволяющие создавать простые алгоритмы для операций с рядами: возведения в целую, дробную, отрицательную степень, умножения, деления, обращения рядов. Значительное внимание уделено задачам рециркуляции, теории эффекта секционирования и его энергосберегающего проявления в процессах, теории пограничного слоя для решения процессных задач и реализации математических моделей.

Зазначено, що модель реактора неперервної дії створено за допомогою пакетів MATLAB та Simulink та випробувано на прикладах окремих реакцій. Результати розрахунків одержано у графічному вигляді.

Отмечено, что модель реактора непрерывного действия построена с помощью пакетов MATLAB и Simulink и испытана на примерах отдельных реакций. Результаты расчетов получены в графической форме.

The model of continuous reactor has been designed by using MATLAB and Simulink programs. The model has been tested on the examples of separate reactions. The calculation results have been obtained as graphs.

Наведено загальну характеристику і опис основних етапів на ЕОМ та системного аналізу - методу і стратегії вивчення об'єктів хімічної технології. Висвітлено положення хімічної кінетики та термодинаміки, характеристики показників ефективності проведення хімічних перетворень, основи стехіометричного та термодинамічного аналізів. Особливу увагу приділено кінетичному аналізу простих і складних реакцій, спрямованого на визначення теоретично оптимального режиму їх здійснення. Розглянуто правила складання математичного опису гетерогенно-каталітичних багатостадійних реакцій. Розкрито основи теорії хіміко-технологічних систем: основні поняття, види зображувальних моделей, основні типи технологічних зв'язків, задачі аналізу та синтезу, загальний підхід до розрахунку стаціонарних режимів. Описано технологічну схему виробництва аміаку.

Приведены общая характеристика и описание основных этапов на ЭОМ и системного анализа - метода и стратегии изучения объектов химической технологии. Освещены положения химической кинетики и термодинамики, характеристики показателей эффективности проведения химических преобразований, основы стехиометрического и термодинамического анализов. Особое внимание уделено кинетическому анализу простых и сложных реакций, направленного на изучение теоретически оптимального режима их осуществления. Рассмотрены правила складывания математического описания гетерогенно-каталитических многостадийных реакций. Раскрыты основы теории химико-технологических систем: основные понятия, виды изобразительных моделей, основные типы технологических связей, задачи анализа и синтеза, общий подход к расчету стационарных режимов. Описана технологическая схема производства аммиака.

Розглянуто теоретичні основи процесів в об'ємних реакторах із перемішувальними пристроями, а також принцип будови та роботи типових апаратів. Висвітлено методи їх технологічних розрахунків. Наведено основні відомості про конструкції нормалізованих реакторів і методики розрахунку на міцність і стійкість основних елементів апаратів, які використовуються у хімічній та суміжних з нею галузях промисловості.

Для нелинейной модели уравнения преобразованы к безразмерному виду, найдено состояние равновесия и показано, что система имеет единственное стационарное состояние, построены фазовые портреты в окрестности этого состояния, определены области устойчивости. Исследована система с физическими параметрами, показана идентичность ее фазового портрета, определенного по методике для безразмерной системы.

Приведен пример численного моделирования перераспределения водорода в элементах конструкций с защитными наплавками вследствие нестационарных тепловых воздействий. Установлено, что теплосмены изменяют диффузию водорода в двухслойных елементах конструкций, создавая при этом неравновесные перенасыщения водородом локальных объемов зоны сплавлення. Степень опасности при этом зависит от кинетики тепловых процессов. Экспериментально исследовано наводороживание стальных образцов с наплавленным антикоррозионным слоем, выполненным трема способами. Наводороживание имитировало полный цикл работы реактора гидрокрекинга нефти. Результаты ультразвукового, а также макро- и микроконтроля зоны сплавлення свидетельствуют об отсутствии дефектов в биметаллическом соединении.

Разработаны технология и устройство для равномерного распределения газожидкостного потока по поверхности насадки каталитического вертикального цилиндрического реактора. Приведены конструкция устройства и математические зависимости для расчета элементов устройства. Разработка внедрена на каталитическом реакторе установки для очистки технического парафина с целью получения парафина для пищевой промышленности.

Даны общие представления о системе и окружающей среде, рассмотрены такие основополагающие понятия, как координата состояния и потенциал взаимодействия. Изложены принципы количественной формализации свойств, приведены основные соотношения и приемы их преобразований. Введены базовые характеристики термодинамических систем - внутренняя энергия и количество воздействия. Показаны особенности поведения систем в условиях равновесного и неравновесного взаимодействия с внешней средой. Приведен пример синтеза диссипативной функции нестационарных электродных процессов. Раскрыто понятие "эксергия", которое используется для оценки эффективности энергопотребления в конкретных производственных условиях. На примере термодеформационной системы рассмотрена процедура феноменологического анализа с использованием термодинамических функций. Описана техника якобианов для решения дифференциальных уравнений термодинамики в частных производных. Показаны пути энергосбережения в химических производствах, изложены правила эффективного проведения химических процессов.

Проаналізовано як об'єкт керування біохімічний реактор (БХР). Запропоновано структурно-параметричну схему математичної моделі динаміки змінювання концентрації субстрату, цільового продукту, кисню та температури у БХР. Наведено математичну та матричну моделі динаміки реактора. Математичну модель реактора представлено у просторі станів та у лінеаризованому вигляді. Вона є основою подальшого аналітичного конструювання оптимального керування, для пошуку якого запропоновано раціональний алгоритм. Проаналізовано перехідні процеси (ПП) БХР, елементи оптимального керування та оптимальний вектор стану, а також графіку найнесприятливіших зовнішніх збурень. Досліджено ПП оптимальних керувань u(t) і відповідних їм оптимальних станів системи x(t).

Варіаційну задачу оптимального розвитку технічної системи з адитивними критерієм і обмеженнями за рахунок використання принципу оптимальності і методу оптимального агрегування зведено до послідовності одновимірних задач оптимізації, що дозволило використати "безвідмовний" метод оптимізації на базі прямого перебору. Розроблено програмну систему, що є працездатною для довільних функцій розвитку - неопуклих, негладких. Розглянуто приклади.

Запропоновано методику розрахунку процесу ущільнення вуглецевих композитів у робочому об'ємі плаского реактора. Методика передбачає визначення розподілу концентрації реакційного газу (пропану) за довжиною реактора зазначеного типу з урахуванням його доставки до нагрітих пористих поверхонь вуглецевих композитів і наступного розкладання з утворенням піролітичного вуглецю на поверхні пір.

Предложен новый химический реактор для синтеза наночастиц с контролем их размера в реальном масштабе времени методами корреляционной спектроскопии. Прокачивание жидкости в реакторе достигается анизотропией размещения нагревателя и / или охладителя в ванне реактора, состоящей из 2-х сообщающихся сосудов, соединенных тонкими трубками с прозрачным участком. При движении жидкости через прозрачную зауженную зону происходит измерение размеров частиц с помощью датчика или датчиков. Для увеличения скорости циклического движения и перемешивания жидкости химический ректор может быть дополнен механической мешалкой также анизотропной формы.

Проведен анализ моделирования, полученных средствами «дискретно-непрерывная сеть». Отражены результаты моделирования реактора по производству поливинилхлорида как логико-динамической системы, полученные с помощью программных средств MATLAB/Simulink/SIKOSS ІІ и «Визуализированная дискретно-непрерывная сеть». Представлены необходимые выводы по верификации программного продукта.

Представлено аналіз результатів моделювання отриманих засобом «дискретно-безперервна мережа». Відображені результати моделювання реактора по виробництву полівінілхлориду як логіко-динамічної системи, що отримані за допомогою програмних засобів MATLAB/Simulink/SIKOSS ІІ та «Візуалізована дискретно-безперервна мережа». Представлені необхідні висновки по верифікації програмного продукту.

Modeling results achieved by means of discrete and continuous net analysis are presented in this article. Results of reactor for production of polyvinyl chloride, as logic-dynamic system modeling by means of software MATLAB/Simulink/SIKOSS ІІ and “Visualized discrete-continuous net” are reflected. Necessary conclusions on software verification are presented.

Наведено результати числового дослідження тепломасообмінних процесів у хімічному реакторі, який працює за технологією напівсухого амонійного сіркоочищення зі спільною й роздільною подачею води для зрошення газу та водного розчину амоніаку. Виявлено вплив способу подачі рідини у робочу зону, витрати води та додаткового повітря на ефективність процесу десульфуризації та температури газу на виході реактора крапельного типу. Встановлено, що через десорбцію значна кількість амоніаку переходить з розчину у газове середовище. Таким чином, хімічне зв'язування сірчистого ангідриду у реакторі відбувається в результаті гомогенних реакцій не тільки у рідині, але й у газі. Це призводить до зменшення утворення сульфіту й сульфату амонію у краплях рідини та до збільшення утворення аддуктів у газовому об'ємі робочої зони хімічного реактора. Визначено, що напівсухий амонійний метод дозволяє хімічно зв'язувати понад 97 % сірчистого ангідриду, що знаходиться у відхідних димових газах котельного агрегата.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л115-51

Рубрики:

Хімічні процеси

Шифр НБУВ: Ж16492 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрены результаты проведенных испытаний методом акустической эмиссии реактора типа 103-D, применяемого в производстве аммиака, в процессе эксплуатации. Показано, что в сосуде на момент испытаний формируются области с концентрацией дефектов. Отмечено, что в дальнейшем эти области могут накапливать развивающиеся дефекты, которые будут представлять определенную опасность, классифицируемую шкалой прогнозного алгоритма испытательной аппаратуры, в связи с чем для таких конструкций рекомендуется непрерывный мониторинг и периодическая оценка ресурса.

Для улучшения технологических особенностей и эффективности высокотемпературной обработки диэлектрических материалов разработана конструкция реактора с электротермическим псевдоожиженным слоем с комбинированным способом нагревания. Основным назначением данного реактора является процесс нанесения пироуглеродного покрытия на кварцевый песок. Приведена принципиально-технологическая схема процесса. В дальнейшем кварцевый песок, покрытый пироуглеродом, будет применяться для получения чистого карбида кремния. Разработана методика расчета теплового баланса, которая позволяет оценить коэффициент полезного действия реактора. Подобрана методика расчета критериев подобия для возможности сравнения эффективности теплообмена в разработанном реакторе с другими аппаратами для термохимических процессов. Предложено описание теплообмена между псевдоожиженным слоем и электродом.