Федеральное агентство по образованию Бийский технологический институт (филиал) Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова» Кафедра МСИА ПРЕЗЕНТАЦИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ Автоматизация процедуры определения коэффициента диффузии на базе компьютерного моделирования массопереноса в системе жидкость- твердое тело и решения обратной задачи массопроводности КР Выполнил: студент группы Проверил:доцент

ТЕМА КУРСОВОЙ РАБОТЫ Автоматизация процедуры определения коэффициента диффузии на базе компьютерного моделирования массопереноса в системе жидкость- твердое и решения обратной задачи массопроводности Автоматизация процедуры определения коэффициента диффузии на базе компьютерного моделирования массопереноса в системе жидкость- твердое и решения обратной задачи массопроводности Исследование проблемы на базе анализа научно- технической литературы Исследование проблемы на базе анализа научно- технической литературы Разработка математической модели процесса массопереноса в системе жидкость-твердое тело Разработка математической модели процесса массопереноса в системе жидкость-твердое тело Разработка компьютерной программы, служащей для определения коэффициента диффузии и решения обратной задачи процесса массопереноса в системе жидкость-твёрдое тело. Разработка компьютерной программы, служащей для определения коэффициента диффузии и решения обратной задачи процесса массопереноса в системе жидкость-твёрдое тело. ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ЦЕЛЬ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

УРАВНЕНИЕ МАССОПРОВОДНОСТИ Уравнение массопроводности на примере твердой сферической частицы, погруженной в жидкость имеет следующий вид: Уравнение массопроводности на примере твердой сферической частицы, погруженной в жидкость имеет следующий вид: где – концентрация целевого компонента в твердой фазе, кг/м 3; – время, с; – время, с; D – коэффициент диффузии, м^2/с; D – коэффициент диффузии, м^2/с; r – текущий радиус частицы, м; r – текущий радиус частицы, м; R – начальный радиус частицы, м; R – начальный радиус частицы, м; Г – геометрический параметр частицы, для сферы равен 2. Г – геометрический параметр частицы, для сферы равен 2.

УРАВНЕНИЕ МАССОПРОВОДНОСТИ Применяя метод конечных разностей, получаем где m – номер точки объекта, – шаг по времени, – шаг по времени, – шаг по радиусу. – шаг по радиусу. Значение определяется из условия устойчивости: Значение определяется как:, где n – количество шагов по радиусу., где n – количество шагов по радиусу.

РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ Коэффициент диффузии определяется путем подбора по формуле: Коэффициент диффузии определяется путем подбора по формуле:,где D 1, D 2 – приближения.,где D 1, D 2 – приближения. Вычисляются концентрация целевого компонента в жидкой фазе и время, в течение которого происходила диффузия, которые затем сравниваются с экспериментальными данными. Вычисляются концентрация целевого компонента в жидкой фазе и время, в течение которого происходила диффузия, которые затем сравниваются с экспериментальными данными. Если разность между соответствующими значениями больше допустимой величины, то изменяется приближение, и вычисления повторяются заново, пока разность не станет меньше допустимого значения. Если разность между соответствующими значениями больше допустимой величины, то изменяется приближение, и вычисления повторяются заново, пока разность не станет меньше допустимого значения. Как только разность попадет в пределы допустимых значений, значение коэффициента фиксируется и выводится как итоговое. Как только разность попадет в пределы допустимых значений, значение коэффициента фиксируется и выводится как итоговое.

РАЗРАБОТАННАЯ ПРОГРАММА Разработанная в результате выполнения курсовой работы компьютерная программа позволяет автоматизировать определение коэффициента диффузии, при условии, что в качестве твердой фазы используется сферическая частица, а жидкая среда – неподвижна. Разработанная в результате выполнения курсовой работы компьютерная программа позволяет автоматизировать определение коэффициента диффузии, при условии, что в качестве твердой фазы используется сферическая частица, а жидкая среда – неподвижна. В качестве среды разработки программы была использована объектно- ориентированная среда визуального программирования Delphi7. В качестве среды разработки программы была использована объектно- ориентированная среда визуального программирования Delphi7.

Разработанная программа На рисунке представлен внешний вид главного окна разработанной программы:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате выполнения курсовой работы: В результате выполнения курсовой работы: Построена математическая модель процесса массопереноса в системе жидкость-твердое тело для сферической частицы Построена математическая модель процесса массопереноса в системе жидкость-твердое тело для сферической частицы Разработана компьютерная программа, позволяющая автоматизировать определение коэффициента диффузии на базе построенной модели и решения обратной задачи массопроводости Разработана компьютерная программа, позволяющая автоматизировать определение коэффициента диффузии на базе построенной модели и решения обратной задачи массопроводости