Классификация моделей. 1
Классификацию моделей можно проводить по разным типам признаков: 1) по способу познания: научно – технические, художественные, житейские; 2) по природе моделей: предметные (физические или материальные), знаковые (мысленные).
Материальные модели – уменьшенное (увеличенное) отражение оригинала с сохранением физической сущности (реактор – пробирка).
Мысленные модели – отображение оригинала, отражающего существенные черты и возникающее в сознании человека в процессе познания.
Образные модели носят описательный характер.
Знаковые модели явл-ся мат-кими описаниями процессов, явлений, объектов и обычно наз-ся мат-кими моделями. Знаковые модели могут включать в себя схемы и чертежи.
(схема
автоматического регулирования (САР)).
Задана не const, а ф-ия.
Мат-кая модель – это совокупность мат-ких зависимостей, отражающих в явной форме сущность техногенного процесса, т.е. все существенные параметры технологического объекта связаны системой мат-ких ур-ий.
По полноте отражения внутренних св-в объекта моделирования модели подразделяют надинамические и статические.
Динамические модели в основном используют при разработке систем автоматизированного управления процессами, т. к. они учитывают переходные характеристики объекта.
Статические модели описывают стационарные (установившиеся) процессы.
По используемому мат-кому аппарату мат-кие модели подразделяют на:
Детерминированные – при изменении любого параметра зн-ие выходных величин определяется однозначно.
Стохастические – результат определяется с определенной степенью достоверности (т. е. неоднозначно определяется заданными параметрами).
Физическое моделирование 2
Физическое моделирование – это метод исследования на моделях, которые имеют одинаковую физическую природу с объектом моделирования, т.е. представляет собой некий макет изучаемого объекта. В физическом моделировании важную роль играет теория подобия. Ее основное положение: необходимое физическое подобие модели и объекта обеспечивается лишь при равенстве всех однотипных, определяющих безразмерных комплексов 9критериев подобия0 в сходственных точках моделей объекта.
При моделировании на основе метода подобия безразмерные комплексы играют двоякую роль. Во-первых, на их основе определяют когда модель подобна оригиналу, при этом комплекс служит собственным критерием подобия.
Во-вторых, замечания тех же комплексов в сходственных точках и есть та количественная игра, которая переносится с модели на объект.
Рассмотрим некоторые часто используемые
критерии подобия.
Критерий Рейнольдса :Re=wl/υ
Или критерий гидродинамического подобия.
w- скорость потока, l- определяющий геометрический размер, υ – кинематическая вяхкость среды.
Критерий Нуссельта или критерий теплового подобия: Nu =αl/λ
α –коэф-т теплопередачи, λ – коэф-т теплопроводности, l-определяющий геометрический размер.
Критерии подобия позволяют установить аналогию между различными явлениями.
Достоинства метода: - наглядность, т.к. физическая модель воспроизводит практически все стороны исследуеиого оригинала;
- возможно изучение процесса без составления его матем-го описания;
- возможность воспроизведения производственного процесса в лабораторных условиях.
Недостатки метода: - отсутствие универсальности, т. к. для каждого нового процесса необходимо создавать новую модель;
- высокая стоимость модели для исследования сложных процессов;
- невозможность применения этого метода для моделирования большей части химических процессов и реакторов.
Физическое моделирование широко используется для гидродинамических тепловых процессов, протекающих в тех частях реактора, где химическое превращение отсутствует(распределительные и смесительные устройства).