Diplomová práce se zabývá podrobne simulacemi reakcí v trubkovém chemickém reaktoru.
V našem prípade se jedná o reprezentaci následnou reakcí, vyjádrenou obecne:
A\regm{} B\regm{}C . Z hlediska klasifikování systému se jedná o nelineární systém se spojite rozloženými
parametry. Systém je popsán šesti parciálními diferenciálními rovnicemi. Podstatou
práce je vytvorení programu, který reší tyto rovnice a poskytuje nám tak informace o
ustáleném stavu a dynamice uvedeného reaktoru. Dokáže simulovat a porovnávat ruzné
vlivy vstupních velicin, nabídne prehledné grafické prostredí a dobrou vizuální interpretaci.
K temto úcelum se nejlépe hodí programové prostredí MATLAB, ve kterém je také
programová cást diplomové práce vyhotovena.
Annotation in English
My final thesis tackles in details with a simulation of reactions in a tubular chemical reactor.
In our case it is represented by consecutive reaction, expressed generally: A\regm{} B\regm{}C .
In light of systems classification, we discuss a non-linear system with continuously staggered
parameters. The system is described with 6 partial differential equations. The essential
point of this thesis is to create a program, which tries to resolve these equations and
provide us with information about steady-state condition and dynamics of the reactor. The
program should imitate and compare various effects of inputs along with offering wellarranged
graphic presentation and sufficient visual interpretation. The program part of the
thesis is made up with program media MATLAB, which best suits for these purposes.
Keywords
reaktor, trubkový reaktor, MATLAB, nelineární systém
Keywords in English
reactor, tubular reactor, MATLAB, a non-linear system
Length of the covering note
94 s.
Language
CZ
Annotation
Diplomová práce se zabývá podrobne simulacemi reakcí v trubkovém chemickém reaktoru.
V našem prípade se jedná o reprezentaci následnou reakcí, vyjádrenou obecne:
A\regm{} B\regm{}C . Z hlediska klasifikování systému se jedná o nelineární systém se spojite rozloženými
parametry. Systém je popsán šesti parciálními diferenciálními rovnicemi. Podstatou
práce je vytvorení programu, který reší tyto rovnice a poskytuje nám tak informace o
ustáleném stavu a dynamice uvedeného reaktoru. Dokáže simulovat a porovnávat ruzné
vlivy vstupních velicin, nabídne prehledné grafické prostredí a dobrou vizuální interpretaci.
K temto úcelum se nejlépe hodí programové prostredí MATLAB, ve kterém je také
programová cást diplomové práce vyhotovena.
Annotation in English
My final thesis tackles in details with a simulation of reactions in a tubular chemical reactor.
In our case it is represented by consecutive reaction, expressed generally: A\regm{} B\regm{}C .
In light of systems classification, we discuss a non-linear system with continuously staggered
parameters. The system is described with 6 partial differential equations. The essential
point of this thesis is to create a program, which tries to resolve these equations and
provide us with information about steady-state condition and dynamics of the reactor. The
program should imitate and compare various effects of inputs along with offering wellarranged
graphic presentation and sufficient visual interpretation. The program part of the
thesis is made up with program media MATLAB, which best suits for these purposes.
Keywords
reaktor, trubkový reaktor, MATLAB, nelineární systém
Keywords in English
reactor, tubular reactor, MATLAB, a non-linear system
Research Plan
1. Pomocí bilancí sestavte matematický model trubkového chemického reaktoru, definujte počáteční a okrajové podmínky.
2. Navrhněte metody pro numerické řešení ustáleného stavu a dynamiky systému včetně podmínek řešení.
3. Sestavte program pro simulaci statických a dynamických vlastností reaktoru, následně proveďte řešení pro různé vstupní hodnoty.
4. Proveďte analýzu vlivu některých vstupních veličin na statické a dynamické charakteristiky.
5. Porovnejte vliv souproudého a protiproudého chlazení v plášti reaktoru.
Research Plan
1. Pomocí bilancí sestavte matematický model trubkového chemického reaktoru, definujte počáteční a okrajové podmínky.
2. Navrhněte metody pro numerické řešení ustáleného stavu a dynamiky systému včetně podmínek řešení.
3. Sestavte program pro simulaci statických a dynamických vlastností reaktoru, následně proveďte řešení pro různé vstupní hodnoty.
4. Proveďte analýzu vlivu některých vstupních veličin na statické a dynamické charakteristiky.
5. Porovnejte vliv souproudého a protiproudého chlazení v plášti reaktoru.
Recommended resources
[1] Mikleš, J. a M. Fikar: Modelovanie, identifikácia a riadenie procesov I. Vydavatelstvo STU, Bratislava, 1999.
[2] Ingham, J., Dunn, I. J., Heinzle, E., Přenosil, J. E.: Chemical Engineering Dynamics. An Introduction to Modeling and Computer Simulation. Second, Completely Revised Edition, VCH Verlagsgesellshaft, Weinheim, 2000.
[3] Luyben, W.L.: Process Modelling, Simulation and Control for Chemical Engineers. McGraw-Hill, New York, 1989.
[4] Dostál, P., Prokop, R., Prokopová, Z., Fikar, M.: Control Design Analysis of Tubular Chemical Reactors. Chem. Papers, 50, 1996, 195-198
[5] Missen, R. W., Mims, Ch. A., Saville, B. A.: Chemical Reaction Engineering and Kinetics. John Wiley & Sons Inc., 1998
Recommended resources
[1] Mikleš, J. a M. Fikar: Modelovanie, identifikácia a riadenie procesov I. Vydavatelstvo STU, Bratislava, 1999.
[2] Ingham, J., Dunn, I. J., Heinzle, E., Přenosil, J. E.: Chemical Engineering Dynamics. An Introduction to Modeling and Computer Simulation. Second, Completely Revised Edition, VCH Verlagsgesellshaft, Weinheim, 2000.
[3] Luyben, W.L.: Process Modelling, Simulation and Control for Chemical Engineers. McGraw-Hill, New York, 1989.
[4] Dostál, P., Prokop, R., Prokopová, Z., Fikar, M.: Control Design Analysis of Tubular Chemical Reactors. Chem. Papers, 50, 1996, 195-198
[5] Missen, R. W., Mims, Ch. A., Saville, B. A.: Chemical Reaction Engineering and Kinetics. John Wiley & Sons Inc., 1998
