Устройство для моделирования скорости реакции полимеризации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ РЕАКЦИИ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ, содержащее сумматор, источник постоянного напряжения, три умножителя, два масштабных усилителя и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности , в него введены блок моделирования скорости образования активных центров, вьшолненный в виде формирователя степенной функции, два блока задания нелинейности типа экспоненты, делитель и блок формирования степенной функции, выход которого подключен к первому входу первого умножителя, выход которого соединен с первым входом второго умножителя, выход которого подключен к первому входу третьего умножителя, выход которого соединен с входом блока регистрации, вход задания температуры реакции устройства подключен к входу первого блока задания нелинейности типа экспоненты, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя, вход задания конечной концентрации мономера устройства подключен к входу блока формирования степенной функции, вход задания конечной концентрации полимера устройства через первый масштабный усилитель соединен с входом формирователя степенной функции, а выход через второй блок задания нелинейности типа экспоненты подклю (Л чен к второму входу второго умножителя , вход задания концентрации катализатора устройства и вход задания расхода реакционной смеси устройства соединены соответственно с первым и вторым входами делителя, выход которого через второй масштабный СП усилитель подключен к первому входу 05 сумматора, выход которого соединен с вторым входом третьего умножителя, выход источника постоянного напряжения подключен к второму входу сумматора .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(Si1 G 06 G 7/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3664070/24-24 (22) 15.11.83 (46) 15.05.85. Бюл. Ф 18 (72) А.В.Зак, Л.M.Êàçàêoâà, В.А.Лавров, Б.А.Перлин и П.П.Шпаков (53) 681.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 769569, кл. G 06 G 7/75, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 402884, кл, G 06 G 7/48, 1972 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ РЕАКЦИИ ПОЛИИЕРИЗАЦИИ, содержащее сумматор, источник постоянного напряжения, три умножителя, два масштабных усилителя и блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок моделирования скорости образования активных центров, выполненный в виде формирователя степенной функции, два блока задания нелинейности типа экспоненты, делитель и блок формирования степенной функции, выход которого подключен к первому входу первого умножителя, выход которого соединен с первым входом второго умножителя, выход которого подключен к первому входу третьего умножителя, выход которого соединен с входом блока регистрации, вход задания температуры реакции устройства подключен к входу первого блока задания нелинейности типа экспоненты, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя, вход задания конечной концентрации мономера устройства подключен к входу блока формирования степенной функции, вход задания конечной концентрации полимера устройства через первый масштабный усилитель соединен с входом формирователя степенной функции, а выход через второй блок задания нелинейности типа экспоненты подключен к второму входу второго умножителя, вход задания концентрации катализатора устройства и вход задания расхода реакционной смеси устройства соединены соответственно с первым и вторым входами делителя, выход которого через второй масштабный усилитель подключен к первому входу сумматора, выход которого соединен с вторым входом третьего умножителя, выход источника постоянного напряжения подключен к второму входу сумматора.

11,56100

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, предназначено для моделирования процессов полимеризации и может найти применение в промышленности при моделировании скорости полимеризации изопрена на различных каталитических системах.

Известно устройство для моделирования динамики распределения по фракциям состава компонентов вещества, содержащее пороговые элементы, ключи, блоки умноженйя :, ;интеграторы, усилители и блок регистрации f1) .

Недостатком этого устройства является низкая точность лри моделировании скорости реакции полимеризации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее два интегратора, нять масштабирующих усилителей, два сумматора, пять умножителей, датчики потока реакционной смеси из реактора, потока вводимой шихты, концентрации катализатора и ядов, которое позволяет проследить изменение концентрации катализатора и образование активных центров полимеризации (21 .

Однако известное устройство не дает точного представления омоделиро-З0 вании скорости реакции полимериэации, r так как учитывает только влияние процесса образования активных центров на скорость реакции полимеризации.

Цель изобретения — повышение З5 точности, Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее сумматор, источник постоянного напряжения, три умножителя, два масштабных усилителя 40 и блок регистрации, введены блок моделирования скорости образования активных центров, выполненный в виде формирователя степенной функции, два блока задания нелинейности типа 45 экспоненты, делитель и блок формирования степенной функции, выход которого подключен к первому входу первого умножителя, выход которого соединен с первым входом второго умножи-50 теля, выход которого подключен к первому входу третьего умножителя, выход которого соединен с входом блока регистрации, вход задания температуры реакции устройства подключен5 к входу первого блока задания нелинейности типа экспоненты, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя, вход задания конечной концентрации мономера устройства подключен к входу блока формирования степенной функции, вход задания конечной концентрации полимера устройства через первый масштабный усилитель соединен с входом формирователя степенной функции, а выход через второй блок задания нелинейности типа экспоненты подключен к второму входу второго умножителя, вход задания концентрации катализатора устройства и вход задания расхода реакционной смеси устройства соединены соответственно с первым и вторым входами делителя, выход которого через второй масштабный усилитель подключен к первому входу сумматора, выход которого соединен с вторым входом третьего умножителя, выход источника постоянного напряжения подключен к второму входу сумма-тора, На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блоки 1 и 2 задания нелинейности типа экспоненты, блок моделирования скорости образования активных центров, выполненный в виде формирователя 3 степенной функции, блок 4 формирования степенной функции, умножители 5, б и 7, масштабные усилители 8 и 9, делитель 10, сумматор 11, вход 12 задания температуры реакции, вход 13 задания конечной концентрации мономера, вход 14 задания конечной концентрации полимера, вход 15 задания концентрации катализатора, вход 16 расхода реакционной смеси, источник

17 постоянного напряжения и блок 18 регистрации.

Устройство работает следующим образом, Напряжение с входа 12, пропорциональное значению температуры реакции

Т на выходе реактора, поступает на вход блока 1 задания нелинейности типа экспоненты, где преобразуется в соответствии с выражением где 11щ,,10 ь,„„ — входной и выходной сигналы блока 1 нелинейности;

1156100

30 (4) 0 К2.

"ЪМФ х - "М„) (6) ахр(-(К, х „„) 11

ВНИИПИ 3

Фщжаа ППП сное

f. — — энергия активации полимеризации, Дж/моль; универсальная газовая постоянная, Дж/моль К.

Напряжение с входа 13, пропорциональное значению концентрации мономера п),„ на выходе реактора, подается на вход формирователя 3, где сигнал преобразуется в виде

О U выкз вход р где к — коэффициент.

На умножителе 5 происходит умноже15 ние выражений (1) и (2), в результате чего на его выходе образуется напряжение, пропорциональное выражению

+,b,„ Ð(- Е/R 1, ), (3) 2О

Напряжение с входа 14, пропорциональное концентрации полимера Ч

Вьп на выходе реактора, через масштабный усилитель 8 с постоянным коэффициентом к< поступает на вход блока 4 формирования степенной функции, где сигнал преобразуется в соответствии с формулой откуда выходное напряжение подается на вход блока 2 задания нелинейности типа экспоненты, где преобразуется в 35 соответствии с выражением и,„„2 -

Выходное напряжение с блока 2, пропорциональное выражению и выходное напряжение умножителя 5, пропорциональное выражению (3)„ пог.— тупают на вход умножителя 6, где преобразуются в виде выражения

m "„, ххр (- cjg t „„) ххр(-(y y (7) На первый и второй вход делителя

10 попадают соответственно напряжения с входов 15 и 16, пропорциональные концентрации катализатора на выходе

"-М K реактора батареи и расходу реакционной смеси в реакторе Й . Выходное напряжение делителя 10 через масштабный усилитель 9 с постоянным .коэффициентом L. вместе с постоянным напряжением у, которое имеет знак минус, с источника 17 поступают на входы сумматора 11, где преобразуются к виду.Чк

5 (8)

Выходное напряжение сумматора -11 вида (8) и выходное напряжение умножителя 6 вида (7) подаются соответственно на второй и первый входы умножителя 7.

В результате с выхода умножителя

7 на блок 18 регистрации попадает напряжение, пропорциональное скорости реакции полимеризации полимера.

Предлагаемое устройство может быть использовано при моделировании ско- оо рости реакции полимеризации изопрена на различных каталитических системах, при этом оно учитывает как влияние процесса образования активных центров на скорость процесса полимеризации, так и влияние других физикохимических параметров, что повышает точность моделирования.