| 【中文题名】 | 流化床化学反应器的模拟与专家系统 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 过程装备与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2002-9-12 |
| 【中关键词】 | 专家系统,流化床,化学反应器,两相模型,, |
| 【英关键词】 | Expert system,Fluidized beds,Chemical reactors,Two-phase model, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>人工智能理论>专家系统、知识工程> |
| 【论文摘要】 |
本文利用化学反应器Damkohler准数(流化床内气体的平均停留时间与反应特征时间之比)，及引进流化床气泡相与密相传质准数M_(be)(气泡在床内平均停留时间和气泡相与密相传质的特征时间之比)，建立了气泡相和密相的质量平衡方程。采用四阶龙格—库塔算法对质量平衡方程进行了数值求解，计算了GeldartA组颗粒和Geldart B组颗粒在不同反应级数下的转化率与Damkohler准数和M_(be)准数的关系，并与经典近似解(密相浓度梯度为零)进行了比较。比较结果表明，A组颗粒转化率近似解的误差较小(＜5％)，但B组颗粒转化率近似解的误差可达40％。通过引入了颗粒反应特征时间τ_(rp)与气泡和密相传质的特征时间τ_(rbe)，并从质量平衡方程计算得到了以τ_(rp)和τ_(rbe)之比τ_(rp)／τ_(rbe)咖的对数为纵坐标、以流态化速度u和气泡上升速度u_b之比u／u_h的对数为横坐标，以化学反应器Da准数、最小流态化时的床层孔隙率ε_(mf)和气泡相与密相的传质准数M_(be)为参数的流态化化学反应器设计操作图。
在流化床设计操作领域引入专家系统思想方法，建立了流化床设计操作过程的数... |
| 【论文题纲】 |
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0 前言 |
8-9 |
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1 文献综述 |
9-36 |
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1．1 引言 |
9-16 |
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1．1．1 流态化技术的发展史 |
9-11 |
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1．1．2 流态化用于工业操作的优缺点和研究方向 |
11-12 |
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1．1．3 流态化技术的应用现状及发展前景 |
12-16 |
|
1．1．3．1 流态化技术的应用现状 |
12-14 |
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1．1．3．2 流态化技术的发展前景 |
14-16 |
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1．1．3．3 流态化技术的专家系统的必要性 |
16 |
|
1．2 流态化的基本原理与Geldart颗粒分类 |
16-28 |
|
1．2．1 流化床的基本特征 |
16-18 |
|
1．2．2 流化床的气泡特征 |
18-24 |
|
1．2．2．1 气泡的尾窝和尾迹 |
18-19 |
|
1．2．2．2 气泡尺寸 |
19-21 |
|
1．2．2．3 气泡上升速度 |
21 |
|
1．2．2．4 流化床气泡特征—气泡晕 |
21-24 |
|
1．2．3 Geldart颗粒分类及颗粒的流态化特性 |
24-28 |
|
1．3 流化床化学反应器的数学模型 |
28-30 |
|
1．4 专家系统原理概述 |
30-36 |
|
1．4．1 什么是专家系统 |
30-31 |
|
1．4．2 专家系统的结构 |
31-33 |
|
1．4．3 专家系统的特点 |
33-34 |
|
1．4．4 专家系统的一般开发过程 |
34-35 |
|
1．4．5 专家系统在化工过程中的应用 |
35-36 |
|
2 流化床化学反应器模拟 |
36-52 |
|
2．1 流化床化学反应器的特征 |
36 |
|
2．2 气泡与密相的传质系数 |
36-38 |
|
2．3 气泡相与密相的传质准数M_（be） |
38-41 |
|
2．4 化学反应器的Damkohler准数 |
41-44 |
|
2．4．1 基于单位颗粒表面积的Damkohler准数 |
41-42 |
|
2．4．2 基于颗粒体积的Damkohler准数 |
42-44 |
|
2．5 流化床化学反应器的数学模型 |
44-49 |
|
2．5．1 两相模型的基本假设 |
44-45 |
|
2．5．2 质量守恒模型 |
45-48 |
|
2．5．2．1 PF-PF模型 |
45-47 |
|
2．5．2．2 PF-M模型 |
47-48 |
|
2．5．3 质量守恒模型的近似模型 |
48-49 |
|
2．6 流态化设计操作图的制作原理 |
49-51 |
|
2．6．1 气泡与密相传质的特征时间 |
49-50 |
|
2．6．2 颗粒反应的特征时间 |
50 |
|
2．6．3 传质准数M_（be）与Damkohler准数的关联 |
50-51 |
|
2．7 本章小节 |
51-52 |
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3 软件的编制 |
52-69 |
|
3．1 软件开发方法 |
52 |
|
3．2 程序的开发环境 |
52-54 |
|
3．2．1 操作系统 |
52-53 |
|
3．2．2 数据库系统 |
53-54 |
|
3．2．3 开发工具 |
54 |
|
3．3 软件整体设计思想与结构框架 |
54-58 |
|
3．3．1 软件的设计目标 |
54-55 |
|
3．3．2 该软件的设计思想 |
55-58 |
|
3．3．3 程序流程图 |
58 |
|
3．4 程序模块设计与算法 |
58-62 |
|
3．4．1 功能模块划分 |
58-60 |
|
3．4．2 数值算法的选择 |
60 |
|
3．4．3 四阶龙格—库塔算法 |
60-62 |
|
3．5 整体界面设计 |
62-68 |
|
3．5．1 模块选择界面 |
62-67 |
|
3．5．2 数据库编辑界面 |
67-68 |
|
3．6 本章小节 |
68-69 |
|
4 模拟结果分析 |
69-80 |
|
4．1 近似计算结果与精确计算结果的比较 |
69-71 |
|
4．2 操作参数对转化率的影响 |
71-77 |
|
4．2．1 A组颗粒 |
71-75 |
|
4．2．2 B组颗粒 |
75-77 |
|
4．3 M_（be）～Da关系图 |
77-78 |
|
4．4 流态化设计操作图 |
78-79 |
|
4．5 本章小节 |
79-80 |
|
5 结论与建议 |
80-82 |
|
致谢 |
82-83 |
|
参考文献 |
83-87 |
|
符号与符号说明 |
87-90 |
|
附录一 |
90-93 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.386619 |
