 |
Главная |
III. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
 2019-07-03 |
 277 |
 Обсуждений (0) |
из
5.00
|
Э.Р. Галеев, В.В. Елизаров, В.И. Елизаров
МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ
Программа, методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения
2009
Федеральное агентство по образованию
Нижнекамский химико-технологический институт (филиал)
Государственного образовательного учреждения
Высшего профессионального образования
“Казанский государственный технологический университет”
Э.Р. Галеев, В.В. Елизаров, В.И. Елизаров
МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ
Программа, контрольные задания, методические указания для студентов заочной формы обучения
Нижнекамск
2009
Галеев, Э.Р.
Моделирование систем : программа, контрольные задания, методические указания для студентов заочной формы обучения / Э. Р. Галеев, В. В. Елизаров, В. И. Елизаров. – Нижнекамск : РИО Нижнекамского хим.-технол. ин-та КГТУ, 2009. – 60 с.
Приведены программа курса, контрольные задания и методические указания по разделу курса “Моделирование систем”: составление математических моделей экспериментально-статистическими методами.
Предназначено для студентов заочной формы обучения по направлениям “Информатика и вычислительная техника”, “Автоматизированные технологии и производства”.
Подготовлено на кафедре Автоматизации технологических процессов и производств Нижнекамского химико-технологического института Казанского государственного технологического университета.
Печатается по решению методической комиссии по циклу специальных дисциплин Нижнекамского химико-технологического института.
Рецензенты: к.ф.-м.н. Н.Н. Саримов,
к.х.н. Д.Н. Земский.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4
I. Программа курса 5
II. Варианты контрольных заданий 7
III. Методические указания к выполнению контрольной
работы 21
План выполнения контрольной работы 21
Описание экспериментально-статистических методов 22
Методы регрессионного и корреляционного анализа 27
Метод множественной корреляции 30
Определение коэффициентов уравнения регрессии
методом Брандона 34
Решение задачи планирования и нахождение уравнения регрессии. Полный факторный эксперимент 35
Дробные реплики 40
Композиционные планы 44
Ортогональные планы второго порядка 45
Порядок решения контрольных заданий 49
IV. Контрольные вопросы 55
Список литературы 56
Приложение 1 57
Приложение 2 59
ВВЕДЕНИЕ
Организация нефтехимического производства немыслима без применения теплообменного, массообменного и реакционного оборудования. В решении задач управления и проектирования указанного оборудования все более широкое распространение находит математическое моделирование – изучение свойств объекта с помощью его математической модели.
Данный подход предполагает три этапа исследования:
1) составление математического описания (модели) изучаемого объекта;
2) выбор метода решения уравнений модели и реализация его в форме алгоритма и программы с применением ЭВМ;
3) установление адекватности модели объекту.
Наиболее сложным этапом исследования является разработка математической модели процесса. Особую трудность вызывают процессы, информация о которых представляет собой сведения о входных и выходных параметрах и не позволяет составить строгую математическую модель. В этой связи успешно применяются экспериментально-статистические методы разработки математического описания. Несмотря на известные недостатки, они могут быть весьма эффективными и полезными при определении законов управления прежде всего для операторов, инженеров и специалистов в области автоматизации технологических процессов.
Указанные методы, в основе которых применяется регрессионный и корреляционный анализ, позволяют установить степень влияния тех или иных режимных, конструктивных параметров аппарата, а также внешних и внутренних возмущений на целевые показатели процесса (качество получаемого продукта, энергоемкость и т.д.).
I. ПРОГРАММА КУРСА
Тема 1. Математическое моделирование как основной метод решения задач оптимизации и проектирования химико-технологических процессов.
Основные понятия моделирования систем. Этапы составления математического описания. Основные виды математических моделей [1-3].
Тема 2. Методы составления математического описания объекта.
Аналитический и экспериментальный методы. Состав математического описания. Блочный принцип составления математических моделей. Выбор метода решения и реализация его в виде алгоритма решения [4].
Тема 3. Экспериментально-статистические методы составления математической модели.
Основные характеристики случайных величин. Метод моментов. Основные определения экспериментально-статистических методов математического моделирования. Пассивный и активный эксперимент. Функция отклика. Уравнение регрессии. Эмпирическая линия регрессии. Метод наименьших квадратов [1, 5].
Тема 4. Регрессионный анализ.
Линейная регрессия от одного параметра. Трансцендентная регрессия. Оценка тесноты нелинейной связи [1, 5].
Тема 5. Метод множественной корреляции.
Получение уравнения множественной регрессии методом Брандона [1, 5, 6].
Тема 6. Методы планирования экспериментов. Оптимальный двухуровневый план 2 k [1, 2, 5, 6].
Тема 7. Дробные реплики от полного факторного эксперимента [1, 6].
Тема 8. Оптимизация методом крутого восхождения по поверхности отклика.
Описание “почти стационарной области”. Ортогональные планы второго порядка [1, 5].
Тема 9. Анализ методов решения инженерных задач химической технологии.
Оценка членов математического описания. Вывод уравнений типовых моделей структуры потока [7].
Тема 10. Моделирование структуры потоков в аппаратах химической технологии.
Исследование структуры потоков. Метод импульсного возмущения. Метод ступенчатого возмущения [4].
Тема 11. Типовые модели структуры потоков в аппаратах химической технологии.
Модель идеального смешения. Модель идеального вытеснения [1, 4].
Тема 12. Диффузионная однопараметрическая модель.
Уравнение диффузионной модели в безразмерной форме. Передаточная функция диффузионной модели [1, 4].
Тема 13. Ячеечная модель.
Отклик ячеечной модели на импульсное возмущение. Отклик ячеечной модели на ступенчатое возмущение. Передаточная функция объектов, описываемых ячеечной моделью. Оценка параметра ячеечной модели [1, 4].
Тема 14. Комбинированные модели.
Застойные зоны. Байпасирование. Рецикл. Комбинированные модели, составленные из параллельно и последовательно соединенных зон [1, 4].
Тема 15. Моделирование химических реакторов. Основные понятия химической кинетики.
Моделирование изотермических реакторов. Модель идеального вытеснения. Модель идеального смешения [1].
Тема 16. Диффузионная модель трубчатого реактора. Модель каскада реакторов идеального смешения [1].
II. ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ
“Моделирование химико-технологических процессов экспериментально-статистическими методами”
Варианты 1 – 5
Задание: необходимо установить зависимости расхода флегмы в двух последовательно соединенных ректификационных колоннах [8-10] от количества изобутилена в сырье.
Исходные данные: принципиальная технологическая схема процесса приведена на рис. 2.1.
Рис. 2.1. 1 – сырье (хлорметил-изобутиленовая фракция); 2, 5 – хлорметиловая фракция; 3 – изобутиленовая фракция с примесью хлорметила; 4, 7 – флегма; 6 – изобутиленовая фракция
Для построения поля корреляции и проведения регрессионного анализа [1, 5] получен статистический материал (табл. 2.1 – 2.5).
Таблица 2.1. Вариант 1
| Расход изобутилена, кг/ч | Расход флегмы в К1, кг/ч | Расход флегмы в К2, кг/ч |
| 500.0 | 10000.0 | 2039.9 |
| 750.0 | 11000.1 | 3080.2 |
| 1000.0 | 10000.1 | 5160.0 |
| 1250.0 | 10000.1 | 5160.4 |
| 1500.0 | 10000.0 | 5679.9 |
| 1750.0 | 10000.1 | 6720.0 |
| 2000.0 | 10000.1 | 6719.9 |
| 2250.0 | 10000.0 | 7759.4 |
| 2500.0 | 10000.0 | 7759.4 |
| 2750.0 | 10000.1 | 9840.4 |
| 3000.0 | 12000.1 | 10880.2 |
| 3250.0 | 14000.1 | 11920.1 |
| 3500.0 | 16000.3 | 14000.1 |
| 3750.0 | 17999.7 | 15039.8 |
| 4000.0 | 19500.3 | 15560.1 |
Таблица 2.2. Вариант 2
| Расход изобутилена, кг/ч | Расход флегмы в К1, кг/ч | Расход флегмы в К2, кг/ч |
| 500.0 | 10500.0 | 2050.9 |
| 750.0 | 11000.1 | 3090.2 |
| 1000.0 | 10500.1 | 5180.0 |
| 1250.0 | 10500.1 | 5180.4 |
| 1500.0 | 10500.0 | 5695.9 |
| 1750.0 | 10500.1 | 6740.0 |
| 2000.0 | 10500.1 | 6749.9 |
| 2250.0 | 10500.0 | 7759.4 |
| 2500.0 | 10500.0 | 7759.4 |
| 2750.0 | 10500.1 | 9880.4 |
| 3000.0 | 12100.1 | 11080.2 |
| 3250.0 | 14100.1 | 11900.0 |
| 3500.0 | 16100.3 | 14000.1 |
| 3750.0 | 17999.7 | 15110.8 |
| 4000.0 | 19500.3 | 15760.1 |
Таблица 2.3. Вариант 3
| Расход изобутилена, кг/ч | Расход флегмы в К1, кг/ч | Расход флегмы в К2, кг/ч |
| 500.0 | 11000.0 | 2000.0 |
| 750.0 | 11000.1 | 3000.2 |
| 1000.0 | 11000.1 | 5200.0 |
| 1250.0 | 11000.1 | 5200.4 |
| 1500.0 | 11000.0 | 5679.9 |
| 1750.0 | 11000.1 | 6700.0 |
| 2000.0 | 11000.1 | 6700.0 |
| 2250.0 | 11000.0 | 7559.4 |
| 2500.0 | 11000.0 | 7759.4 |
| 2750.0 | 11000.1 | 9940.4 |
| 3000.0 | 12700.1 | 10900.2 |
| 3250.0 | 14000.1 | 11950.1 |
| 3500.0 | 16200.3 | 14200.1 |
| 3750.0 | 18500.7 | 15100.0 |
| 4000.0 | 19500.3 | 16000.0 |
Таблица 2.4. Вариант 4
| Расход изобутилена, кг/ч | Расход флегмы в К1, кг/ч | Расход флегмы в К2, кг/ч |
| 500.0 | 10050.0 | 2055.0 |
| 750.0 | 11050.1 | 3060.2 |
| 1000.0 | 10050.1 | 5180.0 |
| 1250.0 | 10050.1 | 5160.4 |
| 1500.0 | 10050.0 | 5600.9 |
| 1750.0 | 10050.1 | 6750.0 |
| 2000.0 | 10050.1 | 6809.9 |
| 2250.0 | 10050.0 | 7859.4 |
| 2500.0 | 10050.0 | 7900.0 |
| 2750.0 | 10050.1 | 9900.0 |
| 3000.0 | 12500.1 | 10880.2 |
| 3250.0 | 14500.1 | 11620.1 |
| 3500.0 | 17000.3 | 14500.1 |
| 3750.0 | 18999.7 | 15539.8 |
| 4000.0 | 20500.3 | 15960.0 |
Таблица 2.5. Вариант 5
| Расход изобутилена, кг/ч | Расход флегмы в К1, кг/ч | Расход флегмы в К2, кг/ч |
| 500.0 | 10090.0 | 2300.0 |
| 750.0 | 10090.1 | 3100.2 |
| 1000.0 | 10090.1 | 5160.0 |
| 1250.0 | 10100.1 | 5160.4 |
| 1500.0 | 10100.0 | 5600.9 |
| 1750.0 | 10150.1 | 6800.0 |
| 2000.0 | 10200.1 | 6900.9 |
| 2250.0 | 10200.0 | 7780.4 |
| 2500.0 | 10200.0 | 7959.4 |
| 2750.0 | 10250.1 | 9840.4 |
| 3000.0 | 12000.1 | 11000.2 |
| 3250.0 | 14100.1 | 11900.1 |
| 3500.0 | 16200.3 | 14050.1 |
| 3750.0 | 17999.7 | 15090.8 |
| 4000.0 | 19500.3 | 15600.0 |
Варианты 6 – 10
Задание: необходимо установить зависимости расхода флегмы в ректификационной колонне [8-10] разделения широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) от состава ШФЛУ методом Брандона [1, 5, 6].
Исходные данные: в результате проведения пассивного эксперимента получен следующий статистический материал (табл. 2.6 – 2.10).
Таблица 2.6. Вариант 6
| № | Состав питания, кг/ч | Расход флегмы, кг/ч | ||||||
| Этан | Пропан | Изобутан | Бутан | Изопентан | Пентан | Гексан | ||
| 1 | 123.5 | 3320.8 | 9534.5 | 14414.8 | 5748.7 | 6201.3 | 1810.6 | 18900.0 |
| 2 | 76.0 | 3811.4 | 6802.0 | 14185.4 | 4636.0 | 4700.6 | 3788.6 | 19400.0 |
| 3 | 117.0 | 7683.0 | 6357.0 | 12811.5 | 4465.5 | 3607.5 | 3958.5 | 23400.0 |
| 4 | 77.0 | 5813.5 | 4235.0 | 12358.5 | 5505.5 | 4312.0 | 6198.5 | 17700.0 |
| 5 | 55.0 | 2145.0 | 4482.5 | 8965.0 | 4207.5 | 4922.5 | 2667.5 | 11100.0 |
| 6 | 212.5 | 6672.5 | 8202.5 | 16745.0 | 4080.0 | 3612.5 | 2975.0 | 22000.0 |
| 7 | 67.5 | 3375.0 | 7965.0 | 15390.0 | 4275.0 | 5040.0 | 8865.0 | 17200.0 |
Таблица 2.7. Вариант 7
| № | Состав питания, кг/ч | Расход флегмы, кг/ч | ||||||
| Этан | Пропан | Изобутан | Бутан | Изопентан | Пентан | Гексан | ||
| 1 | 143.5 | 3420.8 | 9554.5 | 14314.8 | 5760.7 | 6221.3 | 1910.6 | 18700.0 |
| 2 | 70.0 | 3861.4 | 6842.0 | 14125.4 | 4680.0 | 4770.6 | 3708.6 | 19450.0 |
| 3 | 127.0 | 7693.0 | 6457.0 | 12831.5 | 4415.5 | 3627.5 | 3950.5 | 22400.0 |
| 4 | 90.0 | 5833.5 | 4135.0 | 12308.5 | 5405.5 | 4292.0 | 6230.5 | 17800.0 |
| 5 | 57.0 | 2245.0 | 4442.5 | 8365.0 | 4257.5 | 4902.5 | 2607.5 | 11300.0 |
| 6 | 222.5 | 6692.5 | 8232.5 | 16645.0 | 4000.0 | 3692.5 | 3175.0 | 22500.0 |
| 7 | 87.5 | 3375.5 | 7915.0 | 15780.0 | 4295.0 | 5000.0 | 8895.0 | 17270.0 |
Таблица 2.8. Вариант 8
| № | Состав питания, кг/ч | Расход флегмы, кг/ч | ||||||
| Этан | Пропан | Изобутан | Бутан | Изопентан | Пентан | Гексан | ||
| 1 | 163.5 | 3620.8 | 9654.5 | 14344.8 | 5660.7 | 6261.3 | 1950.6 | 18306.0 |
| 2 | 90.0 | 3361.4 | 6942.0 | 14195.4 | 4780.0 | 4790.6 | 3758.6 | 19451.0 |
| 3 | 117.0 | 7593.0 | 6557.0 | 12891.5 | 4455.5 | 3687.5 | 3955.5 | 22301.0 |
| 4 | 97.4 | 5883.5 | 4235.0 | 12328.5 | 5425.5 | 4202.0 | 6239.5 | 17867.0 |
| 5 | 59.0 | 2295.0 | 4142.5 | 8360.0 | 4217.5 | 4802.5 | 2637.5 | 11000.0 |
| 6 | 228.5 | 6592.5 | 8132.5 | 16640.0 | 4010.0 | 3392.5 | 3185.0 | 22400.0 |
| 7 | 75.5 | 3475.5 | 7815.0 | 15770.0 | 4395.0 | 5100.0 | 8695.0 | 17970.0 |
Таблица 2.9. Вариант 9
| № | Состав питания, кг/ч | Расход флегмы, кг/ч | ||||||
| Этан | Пропан | Изобутан | Бутан | Изопентан | Пентан | Гексан | ||
| 1 | 113.5 | 3090.8 | 9434.5 | 14614.8 | 5798.7 | 6201.3 | 1910.6 | 19000.0 |
| 2 | 106.0 | 3801.4 | 6702.0 | 14195.4 | 4696.0 | 4700.6 | 3888.6 | 19400.0 |
| 3 | 110.0 | 7680.0 | 6457.0 | 12711.5 | 4475.5 | 3607.5 | 3908.5 | 22400.0 |
| 4 | 70.0 | 5713.5 | 4135.0 | 12758.5 | 5605.5 | 4312.0 | 6158.5 | 17800.0 |
| 5 | 65.0 | 2245.0 | 4582.5 | 8995.0 | 4307.5 | 4922.5 | 2637.5 | 12100.0 |
| 6 | 222.5 | 6772.5 | 8302.5 | 16795.0 | 4180.0 | 3612.5 | 2995.0 | 22005.0 |
| 7 | 97.5 | 3395.0 | 7865.0 | 15490.0 | 4295.0 | 5040.0 | 8875.0 | 17210.0 |
Таблица 2.10. Вариант 10
| № | Состав питания, кг/ч | Расход флегмы, кг/ч | ||||||
| Этан | Пропан | Изобутан | Бутан | Изопентан | Пентан | Гексан | ||
| 1 | 103.5 | 3420.8 | 9574.5 | 14414.8 | 5748.7 | 6361.3 | 1860.6 | 18700.0 |
| 2 | 106.0 | 3891.4 | 6812.0 | 14185.4 | 4636.0 | 4703.6 | 3788.6 | 19450.0 |
| 3 | 110.0 | 7673.0 | 6358.0 | 12811.5 | 4465.5 | 3619.5 | 3858.5 | 23450.0 |
| 4 | 65.0 | 5843.5 | 4235.0 | 12358.5 | 5505.5 | 4412.9 | 6198.5 | 17701.0 |
| 5 | 65.0 | 2215.0 | 4482.5 | 8965.0 | 4507.5 | 4945.5 | 2697.5 | 11070.0 |
| 6 | 242.5 | 6572.5 | 8202.5 | 16745.0 | 4080.0 | 3492.5 | 3075.0 | 22090.0 |
| 7 | 60.5 | 3370.0 | 7965.0 | 15390.0 | 4275.0 | 5170.0 | 8765.0 | 17207.0 |
Варианты 11 – 15
Задание: необходимо установить зависимости флегмового числа и расхода греющего пара на обогрев ректификационной колонны [8-10], предназначенной для разделения изопентан-пентан-гексановой фракции, от количества изопентана, пентана и гексана в исходной смеси.
Исходные данные: для получения уравнения регрессии проведен полный факторный эксперимент 2 k [1, 5] (табл. 2.11 – 2.15).
Таблица 2.11. Вариант 11
| № опыта | Количество изопентана, кг/ч | Количество пентана, кг/ч | Количество гексана, кг/ч | Флегмовое число | Тепловая нагрузка на кипятильник, кДж/ч |
| 1 | 6477.0 | 6936.0 | 2640.0 | 18.0 | 38476547.9 |
| 2 | 6477.0 | 6936.0 | 10185.0 | 21.0 | 44546006.0 |
| 3 | 6477.0 | 10151.0 | 2640.0 | 25.0 | 52670991.5 |
| 4 | 6477.0 | 10151.0 | 10185.0 | 27.0 | 56719158.0 |
| 5 | 9183.5 | 6936.0 | 2640.0 | 11.0 | 24296811.9 |
| 6 | 9183.5 | 6936.0 | 10185.0 | 13.0 | 26300916.3 |
| 7 | 9183.5 | 10151.0 | 2640.0 | 14.5 | 31399481.9 |
| 8 | 9183.5 | 10151.0 | 10185.0 | 15.5 | 33423869.8 |
Таблица 2.12. Вариант 12
| № опыта | Количество изопентана, кг/ч | Количество пентана, кг/ч | Количество гексана, кг/ч | Флегмовое число | Тепловая нагрузка на кипятильник, кДж/ч |
| 1 | 6577.0 | 6800.0 | 2650.0 | 18.0 | 38476547.9 |
| 2 | 6577.0 | 6800.0 | 10105.0 | 21.0 | 44546006.0 |
| 3 | 6577.0 | 10100.0 | 2650.0 | 25.0 | 52670991.5 |
| 4 | 6577.0 | 10100.0 | 10105.0 | 27.0 | 56719158.0 |
| 5 | 9083.5 | 6800.0 | 2650.0 | 11.0 | 24296811.9 |
| 6 | 9083.5 | 6800.0 | 10105.0 | 13.0 | 26300916.3 |
| 7 | 9083.5 | 10100.0 | 2650.0 | 14.5 | 31399481.9 |
| 8 | 9083.5 | 10100.0 | 10105.0 | 15.5 | 33423869.8 |
Таблица 2.13. Вариант 13
| № опыта | Количество изопентана, кг/ч | Количество пентана, кг/ч | Количество гексана, кг/ч | Флегмовое число | Тепловая нагрузка на кипятильник, кДж/ч |
| 1 | 6450.0 | 6750.0 | 2600.0 | 18.0 | 38476547.9 |
| 2 | 6450.0 | 6750.0 | 10201.0 | 21.0 | 44546006.0 |
| 3 | 6450.0 | 10251.0 | 2600.0 | 25.0 | 52670991.5 |
| 4 | 6450.0 | 10251.0 | 10201.0 | 27.0 | 56719158.0 |
| 5 | 9400.5 | 6750.0 | 2600.0 | 11.0 | 24296811.9 |
| 6 | 9400.5 | 6750.0 | 10201.0 | 13.0 | 26300916.3 |
| 7 | 9400.5 | 10251.0 | 2600.0 | 14.5 | 31399481.9 |
| 8 | 9400.5 | 10251.0 | 10201.0 | 15.5 | 33423869.8 |
Таблица 2.14. Вариант 14
| № опыта | Количество изопентана, кг/ч | Количество пентана, кг/ч | Количество гексана, кг/ч | Флегмовое число | Тепловая нагрузка на кипятильник, кДж/ч |
| 1 | 6333.0 | 6860.0 | 2240.0 | 18.0 | 38476547.9 |
| 2 | 6333.0 | 6836.0 | 10308.0 | 21.0 | 44546006.0 |
| 3 | 6333.0 | 11151.0 | 2240.0 | 25.0 | 52670991.5 |
| 4 | 6333.0 | 11151.0 | 10308.0 | 27.0 | 56719158.0 |
| 5 | 9353.5 | 6836.0 | 2240.0 | 11.0 | 24296811.9 |
| 6 | 9353.5 | 6836.0 | 10308.0 | 13.0 | 26300916.3 |
| 7 | 9353.5 | 11151.0 | 2240.0 | 14.5 | 31399481.9 |
| 8 | 9353.5 | 11151.0 | 10308.0 | 15.5 | 33423869.8 |
Таблица 2.15. Вариант 15
| № опыта | Количество изопентана, кг/ч | Количество пентана, кг/ч | Количество гексана, кг/ч | Флегмовое число | Тепловая нагрузка на кипятильник, кДж/ч |
| 1 | 6470.0 | 6609.0 | 2599.0 | 18.0 | 38476547.9 |
| 2 | 6470.0 | 6609.0 | 10085.0 | 21.0 | 44546006.0 |
| 3 | 6470.0 | 10155.0 | 2599.0 | 25.0 | 52670991.5 |
| 4 | 6470.0 | 10155.0 | 10085.0 | 27.0 | 56719158.0 |
| 5 | 9459.0 | 6609.0 | 2599.0 | 11.0 | 24296811.9 |
| 6 | 9459.0 | 6609.0 | 10085.0 | 13.0 | 26300916.3 |
| 7 | 9459.0 | 10155.0 | 2599.0 | 14.5 | 31399481.9 |
| 8 | 9459.0 | 10155.0 | 10085.0 | 15.5 | 33423869.8 |
Варианты 16 – 20
Задание: необходимо установить зависимость концентрации триметилкарбинола (ТМК) в очищенной изобутиленовой фракции на выходе абсорбера [8-10] от давления в аппарате, начальной температуры загрязненного газа, расхода и температуры абсорбента (воды).
Исходные данные: для получения уравнения регрессии проведен полный факторный эксперимент 2 k [1, 5, 6] (табл. 2.16 – 2.20).
Таблица 2.16. Вариант 16
| № опыта | Давление, атм | Температура газа, °С | Расход абсор-бента, кг/ч | Температура абсорбента, °С | Концентрация ТМК, % масс. |
| 1 | 1 | 30 | 8000 | 10 | 0.37 |
| 2 | 1 | 30 | 8000 | 30 | 0.47 |
| 3 | 1 | 30 | 9000 | 10 | 0.26 |
| 4 | 1 | 30 | 9000 | 30 | 0.49 |
| 5 | 1 | 50 | 8000 | 10 | 0.70 |
| 6 | 1 | 50 | 8000 | 30 | 0.78 |
| 7 | 1 | 50 | 9000 | 10 | 0.56 |
| 8 | 1 | 50 | 9000 | 30 | 0.76 |
| 9 | 1.3 | 30 | 8000 | 10 | 0.20 |
| 10 | 1.3 | 30 | 8000 | 30 | 0.42 |
| 11 | 1.3 | 30 | 9000 | 10 | 0.06 |
| 12 | 1.3 | 30 | 9000 | 30 | 0.44 |
| 13 | 1.3 | 50 | 8000 | 10 | 0.45 |
| 14 | 1.3 | 50 | 8000 | 30 | 0.66 |
| 15 | 1.3 | 50 | 9000 | 10 | 0.29 |
| 16 | 1.3 | 50 | 9000 | 30 | 0.67 |
Таблица 2.17. Вариант 17
| № опыта | Давление, атм | Температура газа, °С | Расход абсор-бента, кг/ч | Температура абсорбента, °С | Концентрация ТМК, % масс. |
| 1 | 1.01 | 31 | 8500 | 9 | 0.375 |
| 2 | 1.01 | 31 | 8500 | 29 | 0.475 |
| 3 | 1.01 | 31 | 9500 | 9 | 0.265 |
| 4 | 1.01 | 31 | 9500 | 29 | 0.495 |
| 5 | 1.01 | 52 | 8500 | 9 | 0.705 |
| 6 | 1.01 | 52 | 8500 | 29 | 0.785 |
| 7 | 1.01 | 52 | 9500 | 9 | 0.565 |
| 8 | 1.01 | 52 | 9500 | 29 | 0.765 |
| 9 | 1.305 | 31 | 8500 | 9 | 0.205 |
| 10 | 1.305 | 31 | 8500 | 29 | 0.425 |
| 11 | 1.305 | 31 | 9500 | 9 | 0.065 |
| 12 | 1.305 | 31 | 9500 | 29 | 0.445 |
| 13 | 1.305 | 52 | 8500 | 9 | 0.455 |
| 14 | 1.305 | 52 | 8500 | 29 | 0.665 |
| 15 | 1.305 | 52 | 9500 | 9 | 0.295 |
| 16 | 1.305 | 52 | 9500 | 29 | 0.675 |
Таблица 2.18. Вариант 18
| № опыта | Давление, атм | Температура газа, °С | Расход абсор-бента, кг/ч | Температура абсорбента, °С | Концентрация ТМК, % масс. |
| 1 | 0.95 | 29 | 7900 | 11 | 0.365 |
| 2 | 0.95 | 29 | 7900 | 31 | 0.465 |
| 3 | 0.95 | 29 | 9100 | 11 | 0.259 |
| 4 | 0.95 | 29 | 9100 | 31 | 0.48 |
| 5 | 0.95 | 49 | 7900 | 11 | 0.69 |
| 6 | 0.95 | 49 | 7900 | 31 | 0.77 |
| 7 | 0.95 | 49 | 9100 | 11 | 0.55 |
| 8 | 0.95 | 49 | 9100 | 31 | 0.75 |
| 9 | 1.28 | 29 | 7900 | 11 | 0.19 |
| 10 | 1.28 | 29 | 7900 | 31 | 0.41 |
| 11 | 1.28 | 29 | 9100 | 11 | 0.05 |
| 12 | 1.28 | 29 | 9100 | 31 | 0.43 |
| 13 | 1.28 | 49 | 7900 | 11 | 0.44 |
| 14 | 1.28 | 49 | 7900 | 31 | 0.65 |
| 15 | 1.28 | 49 | 9100 | 11 | 0.28 |
| 16 | 1.28 | 49 | 9100 | 31 | 0.66 |
Таблица 2.19. Вариант 19
| № опыта | Давление, атм | Температура газа, °С | Расход абсор-бента, кг/ч | Температура абсорбента, °С | Концентрация ТМК, % масс. |
| 1 | 0.98 | 30.5 | 8250 | 8 | 0.37 |
| 2 | 0.98 | 30.5 | 8250 | 33.5 | 0.47 |
| 3 | 0.98 | 30.5 | 9080 | 8 | 0.26 |
| 4 | 0.98 | 30.5 | 9080 | 33.5 | 0.49 |
| 5 | 0.98 | 53 | 8250 | 8 | 0.70 |
| 6 | 0.98 | 53 | 8250 | 33.5 | 0.78 |
| 7 | 0.98 | 53 | 9080 | 8 | 0.56 |
| 8 | 0.98 | 53 | 9080 | 33.5 | 0.76 |
| 9 | 1.29 | 30.5 | 8250 | 8 | 0.20 |
| 10 | 1.29 | 30.5 | 8250 | 33.5 | 0.42 |
| 11 | 1.29 | 30.5 | 9080 | 8 | 0.06 |
| 12 | 1.29 | 30.5 | 9080 | 33.5 | 0.44 |
| 13 | 1.29 | 53 | 8250 | 8 | 0.45 |
| 14 | 1.29 | 53 | 8250 | 33.5 | 0.66 |
| 15 | 1.29 | 53 | 9080 | 8 | 0.29 |
| 16 | 1.29 | 53 | 9080 | 33.5 | 0.67 |
Таблица 2.20. Вариант 20
| № опыта | Давление, атм | Температура газа, °С | Расход абсор-бента, кг/ч | Температура абсорбента, °С | Концентрация ТМК, % масс. |
| 1 | 1 | 33 | 8600 | 8 | 0.35 |
| 2 | 1 | 33 | 8600 | 25 | 0.45 |
| 3 | 1 | 33 | 9700 | 8 | 0.23 |
| 4 | 1 | 33 | 9700 | 25 | 0.44 |
| 5 | 1 | 52.5 | 8600 | 8 | 0.65 |
| 6 | 1 | 52.5 | 8600 | 25 | 0.73 |
| 7 | 1 | 52.5 | 9700 | 8 | 0.52 |
| 8 | 1 | 52.5 | 9700 | 25 | 0.72 |
| 9 | 1.4 | 33 | 8600 | 8 | 0.15 |
| 10 | 1.4 | 33 | 8600 | 25 | 0.38 |
| 11 | 1.4 | 33 | 9700 | 8 | 0.01 |
| 12 | 1.4 | 33 | 9700 | 25 | 0.40 |
| 13 | 1.4 | 52.5 | 8600 | 8 | 0.41 |
| 14 | 1.4 | 52.5 | 8600 | 25 | 0.62 |
| 15 | 1.4 | 52.5 | 9700 | 8 | 0.23 |
| 16 | 1.4 | 52.5 | 9700 | 25 | 0.62 |
Варианты 21 – 25
Задание: определить зависимость степени разложения боратов у (%) смесью серной и фосфорной кислот от следующих факторов: 
– температура реакции (°С); 
– продолжительность реакции (мин.); 
– норма фосфорной кислоты (%); 
– концентрация фосфорной кислоты (% P2O5) [1].
Исходные данные: принципиальная технологическая схема процесса приведена на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Реакторный аппарат для разложения боратов
Основной уровень и интервал варьирования приведены в табл. 2.21.
Таблица 2.21
 , °С
|  , мин.
|  , %
|  , %
| |
| 55.5 | 37.5 | 82 | 34.8 |
| 25 | 21.5 | 18 | 18.0 |
Для получения уравнения регрессии построен ортогональный композиционный план 2-го порядка (табл. 2.22 – 2.26). В центре плана проведено три дополнительных опыта: 
%, 
%, 
%.
Таблица 2.22. Вариант 21
| № | х0 | х1 | х2 | х3 | х4 | х'1 | х'2 | х'3 | х'4 | х1х2 | х1х3 | х1х4 | х2х3 | х2х4 | х3х4 | y |
| 1 | +1 | +1 | +1 | +1 | +1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | +1 | +1 | +1 | +1 | +1 | +1 | 86.5 |
| 2 | +1 | -1 | -1 | +1 | +1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | +1 | -1 | -1 | -1 | -1 | +1 | 40.5 |
| 3 | +1 | +1 | -1 | -1 | +1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | -1 | -1 | +1 | +1 | -1 | -1 | 66.1 |
| 4 | +1 | -1 | +1 | -1 | +1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | -1 | +1 | -1 | -1 | +1 | -1 | 34.2 |
| 5 | +1 | +1 | -1 | +1 | -1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | -1 | +1 | -1 | -1 | +1 | -1 | 75.8 |
| 6 | +1 | -1 | +1 | +1 | -1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | -1 | -1 | +1 | +1 | -1 | -1 | 54.7 |
| 7 | +1 | +1 | +1 | -1 | -1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | +1 | -1 | -1 | -1 | -1 | +1 | 91.5 |
| 8 | +1 | -1 | -1 | -1 | -1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | +1 | +1 | +1 | +1 | +1 | +1 | 47.1 |
| 9 | +1 | +1 | -1 | +1 | +1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | -1 | +1 | +1 | -1 | -1 | +1 | 74 |
| 10 | +1 | -1 | +1 | +1 | +1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | -1 | -1 | -1 | +1 | +1 | +1 | 53 |
| 11 | +1 | +1 | +1 | -1 | +1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | +1 | -1 | +1 | -1 | +1 | -1 | 71.2 |
| 12 | +1 | -1 | -1 | -1 | +1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | +1 | +1 | -1 | +1 | -1 | -1 | 30.1 |
| 13 | +1 | +1 | +1 | +1 | -1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | +1 | +1 | -1 | +1 | -1 | -1 | 94.8 |
| 14 | +1 | -1 | -1 | +1 | -1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | +1 | -1 | +1 | -1 | +1 | -1 | 49.7 |
| 15 | +1 | +1 | -1 | -1 | -1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | -1 | -1 | -1 | +1 | +1 | +1 | 66 |
| 16 | +1 | -1 | +1 | -1 | -1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | -1 | +1 | +1 | -1 | -1 | +1 | 52.3 |
| 17 | +1 | 0 | 0 | 0 | 0 | -0.8- | -0.8 | -0.8 | -0.8 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 62.4 |
| 18 | +1 | 1.414 | 0 | 0 | 0 | 1.2 | -0.8 | -0.8 | -0.8 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 95.4 |
| 19 | +1 | -1.414 | 0 | 0 | 0 | 1.2 | -0.8 | -0.8 | -0.8 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40.7 |
| 20 | +1 | 0 | 1.414 | 0 | 0 | -0.8 | 1.2 | -0.8 | -0.8 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 79.3 |
| 21 | +1 | 0 | -1.414 | 0 | 0 | -0.8 | 1.2 | -0.8 | -0.8 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 42.9 |
| 22 | +1 | 0 | 0 | 1.414 | 0 | -0.8 | -0.8 | 1.2 | -0.8 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 77.5 |
| 23 | +1 | 0 | 0 | -1.414 | 0 | -0.8 | -0.8 | 1.2 | -0.8 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 58.2 |
| 24 | +1 | 0 | 0 | 0 | 1.414 | -0.8 | -0.8 | -0.8 | 1.2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 41.2 |
| 25 | +1 | 0 | 0 | 0 | -1.414 | -0.8 | -0.8 | -0.8 | 1.2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 52.3 |
Таблица 2.23. Вариант 22
| № | х0 | х1 | х2 | х3 | х4 | х'1 | х'2 | х'3 | х'4 | х1х2 | х1х3 | х1х4 | х2х3 | х2х4 | х3х4 | y |
| 1 | +1 | +1 | +1 | +1 | +1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | +1 | +1 | +1 | +1 | +1 | +1 | 85.5 |
| 2 | +1 | -1 | -1 | +1 | +1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | +1 | -1 | -1 | -1 |
| 2019-07-03 |
277 |
Обсуждений (0) |
из
5.00
|
Обсуждение в статье: III. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ |
|
Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓ |
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...
Система поиска информации
Мобильная версия сайта
Удобная навигация
Нет шокирующей рекламы