بخشی از مقاله
مقدمه:
در شبیه سازي برج تقطیر واکنشی در فرآیند تهیه اتیل استات،یک سیستم چهار جزئی شامل اسید استیک،اتانول،اتیل استات و آب وجود داشته که در یک واکنش استري شدن در حال تبدیل به یکدیگر می باشندکلاً. مسائل تقطیر به دو دسته طراحی وشبیه سازي تقسیم بندي میشوند. قسمت طراحی، تعداد مراحل ومحل سینی خوراك را مشخص میکند و یا اینکه با مشخص بودن جریان برگشتی براي جداسازي مورد نظر، تعداد مراحل مربوطه محاسبه می شود. قسمت دوم، روشهاي شبیه سازي، با مشخص بودن تعداد مراحل و شرایط عملکرد، پروفیل دما وغلظتهاي بخار ومایع بر روي سینی ها و مراحل را مشخص می کند. در اینن مقاله روش دوم مورد نظر ما است.روشهاي شبیه سازي به چند دسته تقسیم می شوند:
الف - روش ماتریسی: ازاین گروه میتوان به روشهاي نقطه حباب، روش کصهلسعأح و روش نیوتن- رافسون اشاره کرد. روش نیوتن- رافسون به دو گروه حل همزمان معادلات و روش حل مرحله به مرحله تقسیم بندي میشود.
ب - روش :θ اساس کار این روش بر پایه تنظیم وحل معادلات موازنه جرم جزئی بر حسب دبی جریان جزئی مایع می باشد.
ج - روشهایی مثل روش ریلاکسیشن: که اساس کار حل سیستمهاي دینامیکی می باشند. شبیه سازي به معناي نمایش سمبلیک عناصر اصلی یک سیستم، جهت فراگیري یا آزمایش آثار متغیرهاي مختلف بر روي سیستم قبل از مرحله عملیاتی و راه اندازي است. اگر چه شبیه سازي بهاستفاده از هر نوع سیستم فیزیکی جهت ایجاد سیستمی مشابه با آنچه مورد نظر است اطلاق میشود، اما امروزه اغلب به معنی استفاده از رایانه هاي پیشرفته در تشکیل وحل مدل ریاضی سیستم میباشد،ومیتوان آنرا بصورت طراحی مدل رایانهاي یک فرآیند وهمراه کردن تجربیات با این مدل براي درك رفتار سیستم یا برآورد عملکردهاي مختلف آن تعریف نمود. مراحل اساسی در فرآیند شبیه سازي به شرح زیر می باشند :
-1 تهیه مدل ریاضی دقیق از واحدهاي شیمیائی: مدل ریاضی با توجه به دقت مورد نظر ومحدودیتهاي رایانه از نظر سرعت و اشغال حافظه و ... ارائه می شود. فرضهاي ساده کننده که در توسعه مدل ریاضی بکار میروند باید به شکلی باشندکه دقت مورد نظر را تامین کنند.
-2 تعیین واستفاده از روشهاي ریاضی براي حل معادلات ریاضی مدل: محاسبات عددي و روشهاي ریاضی براي حل معادلات ریاضی مدل، موضوعی که به دانش ریاضی مربوط میشود، نقش تعیین کنندهاي در استفاده از این مدل ها ایفا می کند.
-3 تبدیل مدل ریاضی وروشهاي حل معادلات مدل به یک برنامه رایانهاي: براي اجرا در رایانههاي عددي با استفاده از هریک از زبانهاي برنامه نویسی که مناسب اهداف فوق باشند، این عمل باید انجام گرفته و اشکالات اجرائی آن بر طرف شود.
-4 برآورد مدل و برنامه رایانهاي: در این قسمت نتایج حاصله از مدل ریاضی که بصورت یک برنامه رایانهاي نوشته شده، باخود سیستم مقایسه میشود و تا حد امکان بین مدل و واقعیت مطابقت ایجاد میشود و در صورت لزوم تصحیحاتی در مدل و یا فرضیات آن انجام میشود.
شرح مقاله:
در این مقاله جهت شبیه سازي برج تقطیر واکنشی از روش نیوتن- رافسون استفاده می شود.
