6: Моделювання тематичних досліджень
- Page ID
- 32945
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
- 6.1: Модель резервуара для перенапруги
- Резервуари для перенапруги діють як стояки або резервуари для зберігання, які зберігають та постачають надлишок рідини для регулювання рівнів в системах. У системі, яка зазнала сплеску рідини, перенапружні резервуари можуть змінювати коливання швидкості потоку, складу, температури або тиску. Як правило, такі резервуари розташовуються нижче за течією від закритих акведуків або живильників для водяних коліс. Напружувальний бак може виступати в якості контролю рівня і тиску всередині всієї системи.
- 6.2: Нагрітий перенапружний бак
- Розширювальний бак - це додатковий запобіжний або накопичувальний бак, який забезпечує додаткове зберігання продукту або матеріалу на випадок, якщо це стане необхідним. Теплообмін може бути доданий в розширювальні баки, що забезпечує контроль температури резервуара. Всередині системи ці резервуари можуть виступати як ректифікаційні колони, ребойлери, нагріті CSTR та нагріті накопичувачі. Вони можуть збільшити темпи виробництва, дозволяючи партії продукту закінчити реагувати під час перезавантаження початкового резервуара.
- 6.3: Бактеріальний хемостат
- Біореактори використовуються для вирощування, збору врожаю та підтримки бажаних клітин контрольованим чином. Ці клітини ростуть і розмножуються в присутності відповідного середовища з носіями, що постачають необхідні поживні речовини для росту. Системи управління технологічними процесами повинні використовуватися для оптимізації випуску продукції, підтримуючи при цьому делікатні умови, необхідні для життя. До них відносяться, але не обмежуючись ними, температура, рівень кисню (для аеробних процесів), рН, витрата субстрату та тиск.
- 6.4: Модель ODE та Excel CSTR з теплообміном
- CSTR (безперервний реактор з перемішуванням) - це посудина для хімічної реакції, в якій робоче колесо безперервно перемішує вміст, забезпечуючи належне змішування реагентів для досягнення певного виходу. Корисний у більшості хімічних процесів, він є наріжним каменем інструментарію хімічної інженерії. Правильне знання того, як маніпулювати рівняннями для управління КСТР, рівносильно успішній експлуатації та виробництву бажаних продуктів.
- 6.5: Модель ODE та Excel простої ректифікаційної колони
- При простій перегонці дві рідини з різною температурою кипіння відокремлюються шляхом негайного пропускання парів з ребойлера в конденсаційну колону, яка конденсує парові компоненти. В результаті дистилят зазвичай не є чистим, але його склад може бути визначений Законом Рауля. Отже, проста перегонка зазвичай використовується для поділу бінарних сумішей, де температури кипіння окремих компонентів зазвичай значно відрізняються.
- 6.6: Модель теплообмінника ODE та Excel
- У переробних виробництвах теплообмінники призначені для передачі тепла від однієї рідини до іншої. Теплообмінники мають багато різних застосувань, особливо в хімічних процесах, кондиціонуванні повітря та холодильному обладнанні. Їх класифікують за конструкцією і типом протікання.
- 6.7: Модель ODE та Excel адіабатичного ПФР
- Реактор пробкового потоку (ПФР) - це трубчастий реактор, який використовується в хімічних реакціях. Реагенти потрапляють в один кінець ПФР, а продукти виходять з іншого кінця трубки. PFR корисний через високу об'ємну конверсію та хорошу тепловіддачу. ПФР проводять реакції закону потужності швидше, ніж CSTR, і, як правило, вимагають меншого обсягу.
- 6.8: Приклад моделювання та ПІД-контролера - Круїз-контроль для електромобіля
- Принципи управління, розроблені в цьому курсі, можуть бути застосовані до нехімічних інженерних систем, таких як автомобілі. Деякі компанії, такі як NAVTEQ, розробляють адаптивні продукти круїз-контролю, які використовують інформацію про майбутню місцевість для більш інтелектуального перемикання передач, що покращує регулювання швидкості та економію палива. У цьому тематичному дослідженні будуть розглянуті основи розробки регулятора швидкості для електромобіля.