Моделирование процессов переработки пластмасс

Дисциплина: Химия и физика
Тип работы: Курсовая
Тема: Моделирование процессов переработки пластмасс

Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования: “Белорусский государственный технологический
университет”
Кафедра автоматизации производственных процессов и электротехники
Расчётно-пояснительная записка
К курсовому проекту по курсу применения ЭВМ в химической промышленности
на тему: Моделирование процессов переработки пластмасс
Разработал: студент
Факультета ТОВ 4к. 1 гр.
Кардаш А. В.
Проверил: Овсянников А. В.
Минск 2004
РЕФЕРАТ
Данная курсовая работа содержит
листов печатного текста, 7 рисунков, 66 формул.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, ДИФЕРИНЦИАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ, ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ, ВРЕМЯ, ЛИТНИКОВЫЙ КАНАЛ, ОХЛАЖДЕНИЕ, ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ.
Курсовая работа содержит расчет температурного поля литникового канала
литьевой формы, теоретические сведения о процессах происходящих в химической технологии связанных с охлаждением и нагреванием материалов, построение математической
модели описывающую теплообмен между бесконечно-длинным цилиндром и его поверхностью,
описание переменных входящих в модель.
Разработана программа описывающая охлаждение полистирольного литника формы.
СОДЕРЖАНИЕ
TOC \\o \"1-3\" \\h \\z \\u
РЕФЕРАТ
PAGEREF _Toc70594414 \\h
СОДЕРЖАНИЕ
PAGEREF _Toc70594415 \\h
ВВЕДЕНИЕ
PAGEREF _Toc70594416 \\h
1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
PAGEREF _Toc70594417 \\h
1.1 Неограниченный цилиндр.
PAGEREF _Toc70594418 \\h
1.2 Описание переменных
PAGEREF _Toc70594419 \\h
1.3 Граничные условия
PAGEREF _Toc70594420 \\h
2 ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
PAGEREF _Toc70594421 \\h
2.1 Теплообмен
PAGEREF _Toc70594422 \\h
2.1.1 Теплопроводность
PAGEREF _Toc70594423 \\h
2.1.2. Теплопередача в стационарном режиме.
PAGEREF _Toc70594424 \\h
2.1.3. Нестационарная теплопроводность.
PAGEREF _Toc70594425 \\h
2.2. Нагревание и охлаждение тел простой геометрической формы
PAGEREF _Toc70594426 \\h
2.2.1. Плоская неограниченная пластина.
PAGEREF _Toc70594427 \\h
2.2.2 Неограниченный цилиндр.
PAGEREF _Toc70594428 \\h
2.3. Теплопроводность
процессах,
сопровождающихся изменением физического состояния
PAGEREF _Toc70594429 \\h
2.3.1. Плавление в области х 0.
PAGEREF _Toc70594430 \\h
2.3.2. Затвердевание.
PAGEREF _Toc70594431 \\h
2.3.3 Плавление с непрерывным удалением расплава.
PAGEREF _Toc70594432 \\h
2.4.Теплопередача в потоках расплава
PAGEREF _Toc70594433 \\h
2.5. Лучистый теплообмен
PAGEREF _Toc70594434 \\h
3. СОСТАВЛЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИССЛЕДУЕМОГО ПРОЦЕССА.
PAGEREF _Toc70594435 \\h
3.1. Специфика построения математических моделей описывающих термодинамические процессы
PAGEREF _Toc70594436 \\h
3.2. Вывод дифференциального уравнения теплопроводности.
PAGEREF _Toc70594437 \\h
4 СОСТАВЛЕНИЕ АЛГОРИТМА
PAGEREF _Toc70594438 \\h
5 СОСТАВЛЕНИЕ ПРОГРАММЫ
PAGEREF _Toc70594439 \\h
6 АНАЛИЗ МОДЕЛИРОВАНИЯ И РАСЧЁТОВ
PAGEREF _Toc70594440 \\h
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
PAGEREF _Toc70594441 \\h
ПРИЛОЖЕНИЕ1
PAGEREF _Toc70594442 \\h
ПРИЛОЖЕНИЕ2
PAGEREF _Toc70594443 \\h
ВВЕДЕНИЕ
Переработка полимерных материалов — это совокупность техноло­гических приемов, методов и процессов, посредством которых ис­ходный полимер превращают в различные изделия с
заданными
эксплуатационными характеристиками.
Полимеры начали перерабатывать в конце
в., а к сере­
дине
в. переработка полимеров выделилась в самостоятельную область техники, в которой используется специализированное вы­
сокопроизводительное оборудование, необходимое для реализации
в промышленных масштабах специфических для полимеров техно­логических процессов.
Вследствие большой производительности современного перера­батывающего оборудования и высокой стоимости технологических линий проведение экспериментальных исследований реального
про­
цесса переработки полимеров, даже осуществленных с примене­нием современных методов экстремального планирования, пре­вращается в дорогостоящую и продолжительную работу.
Поэтому
целесообразно изучать особенность каждого конкретного процесса, рассматривая вначале его теоретическое описание, т. е. его мате­
матическую модель.
При таком подходе в каждом конкретном случае этапу физи­
ческого эксперимента (будь то создание несложной установки,
конструирование технологической линии или опробование нового
технологического режима) всегда предшествует этап теоретиче­
ского эксперимента. На этом этапе нет необходимости прибегать к реальным экспериментам, вместо этого исследуются количествен­
ные характеристики процесса, полученные расчетным методом.
Такой подход позволяет существенно снизить объем физиче­
ского эксперимента, поскольку прибегать
к нему приходится на
самой последней стадии — не в процессе поиска основных законо­
мерностей, а для проверки и уточнения выданных рекомендаций.
Разумеется, для того чтобы исследуемые теоретические модели
процессов описывали эти процессы с достаточно хорошим прибли­
жением, они непременно должны учитывать основные особенно­
сти моделируемых явлении.
При математическом описании
реальных производственных процессов приходится прибегать к
существенным упрощениям. При этом значительную помощь в
создании математических моделей оказывает анализ простых слу­
чаев. Прием такого рода
вполне допустим, он позволяет независимо устанавливать основ
ные закономерности наиболее простых случаев выбранных в
качестве математического аналога поведения полимерных расплавов.
Термодинамические соотношения, описывающие разогрев и
плавление полимеров, являются фундаментом, на базе которого
строятся неизотермические модели реальных процессов перера­
ботки. Основные вопросы термодинамики и теплопередачи в поли­
мерах рассмотрены в данной работе.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
БГТУК 4 40 08 01 03 ПЗ
Разраб.
Кардаш А. В.
Провер.
Овсянников А
ВА. В.
Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
Овсянников А
АНАЛИЗ
ИСХОДНЫХ
ДАННЫХ
Лит.
Листов
Лит.
АППиЭ-2004
1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
1.1 Неограниченный цилиндр.
Рассмотрим неограниченный цилиндр радиуса
, температура поверхности которого остается неизменной на протяжении всего процесса теплообмена. Радиальное распределение температур в начальный момент задано в виде некоторой
функции Т(
). Необходимо найти распределение температур. Такие задачи встречаются при расчете процессов охлаждения полимерного волокна, затвердевания литников литьевых форм и т.
Дифференциальное уравнение теплопроводности для цилиндра имеет вид:
(1.1)
Краевые условия:
(1.2)
(1.3)
(1.4)
Решение, полученное методом разделения переменных, имеет сложный
вид потому задачей данной работы является найти численное его решение.
1.2 Описание переменных
Уравнение теплопроводности устанавливает зависимость между следующими величинами характеризующими процесс теплопроводности:
-температура по Цельсию (градус)
-радиус цилиндра
(М)
-время (С)
-коэффициент температуропроводности (градус/с*м2)
1.3 Граничные условия
Для решения данного дифференциального уравнения в частных производных необходимыми данными является значения производных температуры по радиусу
на оси цилиндра, которая должна быть равной...

Забрать файл

Похожие материалы: