Математическое моделирование процесса получения эмульгатора
Введение
Математическое моделирование технических объектов является одним из основных видов интеллектуальной деятельности учёного, исследователя, инженера. Моделирование предполагает построение моделей реально существующих объектов с целью:
1) раскрытия и углублённого исследования механизма явления и взаимодействия его частей;
2) установления технологических режимов, создания инженерных методов и расчётов;
3) определения конструктивных параметров машин и аппаратов;
4) оптимизации режима работы аппарата и оптимизации процесса;
5) создания средств автоматизации и систем управления.
Математической моделью называется приближённое описание какого-либо процесса или явления внешнего мира, выраженное с помощью математической символики.
Типовая модель процесса подбирается на основании имеющихся сведений об условиях проведения рассматриваемого процесса в аппарате выбранного типа.
При выборе модели необходимо учитывать следующее:
а) модель должна наиболее полно отражать характер потоков вещества и энергии при одновременно достаточно простом математическом описании;
б) параметры модели могут быть определены экспериментально или расчётным способом;
в) при гетерогенных системах модели выбираются для каждой из фаз, причём модели для обеих фаз могут быть одинаковыми или различными (например, для тарельчатого массообменного аппарата - идеальное вытеснение для паровой или газовой фазы и идеальное смешение для жидкой фазы);
г) применительно к процессам, происходящим в гомогенных системах, с достаточной для практики точностью может быть принята модель с сосредоточенными параметрами (основные переменные процесса изменяются только во времени); применительно к процессам, происходящим в гетерогенных системах, модель с сосредоточенными параметрами может быть принята для сплошной фазы, а модель с распределёнными параметрами (основные переменные процесса изменяются во времени и пространстве) - для дисперсной (в случае жидкой дисперсной фазы возможно применение модели с сосредоточенными параметрами для обеих фаз, поскольку можно допустить идеальное смешение в пределах каждой капли);
д) отдельное рассмотрение каждой фазы гетерогенной системы допустимо при скоростях, значительно более низких, чем скорости инверсии или захлёбывания; при достаточно больших скоростях фаз необходимо учитывать относительную скорость их движения или вводить фактор взаимодействия потоков. Следует принимать во внимание, что с изменением гидродинамического режима системы могут изменяться виды моделей [1].
Цель данной курсовой работы - создать математическую модель процесса получения эмульгатора (применяемого для стабилизации эмульсий «масло в воде») из масла и триэтаноламина и дать характеристику этой модели. Математическое моделирование данного процесса заключается в расчёте значений концентраций реагентов и величин потоков на выходе аппарата, в котором протекает реакция, и определении оптимального времени нахождения реагентов в реакторе.