4. Задание к лабораторной работе
Разработать математическую модель реактора «идеального вытеснения» и провести расчеты и оптимизацию реактора по готовой программе. Вариант задания выдается преподавателем из таблицы, например, вариант 8:
1. Для интервала температур Т=20-120°С взять 4 точки (например: 20, 50, 80 и 120°С )
V=2, S=2, L=10, SHAG=1, EPS=0.001-0.0001.
При выводе результатов на печать получится таблица, аналогичная таблице, приведенной выше.
2. По результатам таблиц нужно построить графики статических характеристик концентрации целевого компонента X от времени пребывания и температуры. Примеры графиков показаны на рис.5.а,б. Анализ полученных характеристик позволит установить наличие абсолютного экстремума по t и Т и определить узкую область существования экстремума для уменьшения времени счета на ЭВМ при оптимизации. Например, на рис.5.а для параметра t можно выделить область 2<t< 5 (мин.), на рис.5.б для параметра Т можно выделить область 35< Топт.< 55.
При отсутствии абсолютного экстремума следует выделить область, как правило, на границе допустимой области, где следует искать экстремум.
Рис.5. Зависимость концентрации целевого компонента:
а) от времени пребывания в реакторе.
б) от температуры в реакторе.
3. По выявленным областям оптимальных времени и температуры, используя блок оптимизации алгоритма (см. рис.4.), ввести данные для оптимизации и рассчитать оптимальные t и Т.
Результаты оптимизации будут выданы на экран в следующем виде:
Вариант 8
TAU1 = 3.50 мин
TAU2 = 5.00 мин
SHAG1 = 0.50 мин
Tl = 35.00 С
T2 = 75.00 С
DT = 1.00 С
|
Концентрация X
|
опт.=0.019647,
|
при Т
|
опт.=35.00,
|
TAU опт.=3.50
|
|
Концентрация Х
|
опт.=0.036451,
|
при Т
|
опт.=35.00,
|
TAU опт.=4.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.050836,
|
при Т
|
опт.=35.00,
|
TAU опт.=4.50
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063162,
|
при Т
|
опт.=35.00,
|
TAU опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063182,
|
при Т
|
опт.=36.00,
|
TAU опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063201,
|
при Т
|
опт.=37.00,
|
TAU опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063221,
|
при Т
|
опт.=38.00,
|
TAU опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063240,
|
при Т
|
опт.=39.00,
|
TAU опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063259,
|
при Т
|
опт.=40.00,
|
TAU опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063278,
|
при Т
|
опт.=41.00,
|
TAU опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063297,
|
при Т
|
опт.=42.00,
|
TAU опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063316,
|
при Т
|
опт.=43.00,
|
TAU опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063334,
|
при Т
|
опт.=44.00,
|
TAU опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063353,
|
при Т
|
опт.=45.00,
|
TAU
|
опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063371,
|
при Т
|
опт.=46.00,
|
TAU
|
опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063389,
|
при Т
|
опт.=47.00,
|
TAU
|
опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063408,
|
при Т
|
опт.=48.00,
|
TAU
|
опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063426,
|
при Т
|
опт.=49.00,
|
TAU
|
опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063444,
|
при Т
|
опт.=50.00,
|
TAU
|
опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063461,
|
при Т
|
опт.=51.00,
|
TAU
|
опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063479,
|
при Т
|
опт.=52.00,
|
TAU
|
опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063497,
|
при Т
|
опт.=53.00,
|
TAU
|
опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063514,
|
при Т
|
опт.=54.00,
|
TAU
|
опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063531,
|
при Т
|
опт.=55.00,
|
TAU
|
опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063549,
|
при Т
|
опт.=56.00,
|
TAU
|
опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063566,
|
при Т
|
опт.=57.00,
|
TAU
|
опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063583,
|
при Т
|
опт.=58.00,
|
TAU
|
опт.=5.00
|
|
Концентрация X
|
опт.=0.063600,
|
при Т
|
опт.=59.00,
|
TAU
|
опт.=5.00
|
Результаты оптимизации
Оптимальные параметры:
Время пребывания в реакторе, мин = 5.00
Температура,°С = 59.00
Максимальная концентрация целевого компонента равна 0.063600 мольн.доли
4. Рассчитать и построить график профиля концентрации всех компонентов при работе реактора в оптимальном режиме ( T = Tопт ., t = 0 - tопт .).