КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Процесса брожения как объекта управления
МОДЕЛИРОВАНИЕ БИОХИМИЧЕСКОГО Для процесса брожения, особенно в крупных масштабах, очень важен температурный режима его проведения[1]. Принципиальная схема управления температурным режимом, в течение которого определенное количество холодной воды направляется противотоком на охлаждение, показана на рис.1. Количество теплоты, выделяющееся в процессе брожения, тесно связано с фактором YQS.
Рисунок 5.1- Принципиальная схема управления температурой в процессе брожения. Математическое описание рассматриваемого процесса на основе модели идеального смешения может быть представлено в следующем виде[1]. Уравнения материального баланса можно представить в следующем виде: - для биомассы: dX/dt = μ·X, - для субстрата: dS/dt = (-µ·X)/Y, - для удельной скорости роста: µ=(µm·S)/(KS+S). Уравнение энергетического баланса для биохимического реактора можно представить в следующем виде: dTR/dt = rQ/(ρ·CP)-UA·(TR-TC)/(V·ρ·CP), где rQ= µ·X·YQS/Y. Уравнение энергетического баланса для процесса охлаждения змеевиком имеет вид:dTC/dt =w ·(Tвх-TC)/VC+UA·(TR-TC)/(VC·ρC·CPC). Начальные условия: при t=0 S(0)=S0,X(0)=X0,TR(0)= TR 0,Tc(0)= Tc0. Граничные условия: Tвх=const. Управление тепловым режимом осуществляется с помощью пропорционально-интегрального регулятора подачей определенного расхода w охлаждающей воды в змеевик по уравнению: w=w0+KP·ε +KP/ti* ∫ε dt, где ε =(TR-Tzad). Это уравнение после дифференцирования по t было представлено в виде соответствующего дифференциального уравнения. Для оценивания качества регулирования здесь используется комплексный критерий в виде: . В таблице 1 дана спецификация принятых обозначений и численные значения основных параметров, входящих в математическое описание. В таблице 2 приведена спецификация индексов.
Таблица 5.1-Спецификация принятых обозначений и численные значения параметров.
Таблица 5.2.-Спецификация индексов.
На рисунках представлены протокол моделирования рассматриваемого процесса в рамках системы компьютерной математики MathCAD и графики изменения соответствующих переменных математического описания во времени. При моделировании оказалось необходимым использовать процедуру Rkdapt с достаточно малым по величине шагом интегрирования.
Рисунок 5.2-Протокол моделирование процесса управления температуры в процессе брожения (начало)
Рисунок 5.3- Результаты моделирования процесса управления температуры в процессе брожения (начало)
Дата добавления: 2014-11-29; Просмотров: 647; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |