ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИСКРЕТНОГО ВЕРОЯТНОСТНОГО ПОДХОДА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОТОЧНЫХ ТРУБЧАТЫХ РЕАКТОРОВ
Аннотация
Аппараты трубчатого типа, в том числе и химические реакторы, часто являются основными объектами производственного процесса, и во многом определяют его технико-экономические показатели. Поэтому создание новых, более качественных конструкций таких реакторов, поиск оптимальных режимов их работы являются важными научно-исследовательскими задачами. Решение передовых задач всегда предполагает использование методов математического и компьютерного моделирования. В силу сложности внутренних процессов в таком оборудовании здесь используются достаточно упрощенные типовые модели. В исследовании анализируется возможность создания модели трубчатого реактора с использованием систем дискретных стохастических элементов. Данный инструмент позволяет в полной мере использовать парадигму, согласно которой индивидуальное поведение отдельных элементов системы должно определять характер поведения всей системы в целом. Кроме того, созданные модели учитывают влияние вероятностных составляющих исследуемых явлений. В статье в рамках единого подхода рассматриваются как гидродинамические эффекты, так и протекание химических реакций. Описана методика создания модели и приводятся некоторые результаты компьютерных экспериментов с ней. Анализируются итоги имитационного моделирования с использованием предлагаемого подхода. Результаты анализа свидетельствуют о широких возможностях данной методики для получения новых данных в области развития цифровых технологий в промышленности.
Для цитирования:
Бобков С.П., Астраханцева И.А., Гущин А.А., Бобкова Е.С., Астраханцев Р.Г., Шутов Д.А. Использование дискретного вероятностного подхода для моделирования проточных трубчатых реакторов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 2. С. 96-101. DOI: 10.6060/ivkkt.20256802.7109.
Литература
Kutepov A.M., Bondareva T.I., Berengarten M.G. General chemical technology. M.: Lenand. 2022. 512 p. (in Russian).
Fedosov S.V., Bakanov M.O. Modeling of heat conduction and diffusion processes in bodies of canonical shape using the “microprocesses” method for the region of small values of the Fourier number. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 10. P. 78-83 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20216410.6387.
Rubtsova L.N., Aleksandrova L.Yu., Ganin P.G., Markova A.V., Moshinsky A.I., Sorokin V.V. Study of laminar flow in prismatic channels of rectangular and elliptical cross-section. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 4. P. 93-100 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226504.6533.
Andreev A.S., Aksenchik K.V. Computer modeling and assessment of the possibility of controlling the catalytic process in the polytropic operating mode of a tubular reactor. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 2. P. 120-127 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236602.6727.
Cherpitskiy S.N., Korolev L.V., Tarshis M.Yu. Mathematical modeling of the bulk materials mixing process in a drum-blade mixer. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 9. P. 112-120 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226509.6504.
Karanevskaya T.N., Shumikhin A.G. Modeling of technological processes in order to algorithmize the problem of object management. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 2. P. 84-90 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206302.6100.
Bobkov S.P., Astrakhantseva I.A., Galiaskarov E.G. Application of a systems approach in the development of mathematical models. Sovr. Naukoemk. Tekhnol. Region-al. Prilozh. 2021. N 1(65). P. 66-71 (in Russian). DOI: 10.6060/ snt.20216501.0008.
Bobkov S.P., Astrakhantseva I.A. Using probabilistic cellular automata to simulate fluid flow. Sovr. Naukoemk. Tekhnol. Regional. Prilozh. 2022. N 2(70). P. 47-54 (in Russian). DOI: 10.6060/snt.20216703.0008.
Bobkov S.P., Astrakhantseva I.A. Using multiagent systems to simulate technological processes. J. Phys.: Conf. Ser. 2021. 012002 (ITIDMS-II 2021). (in Russian). DOI: 10.1088/1742-6596/2001/1/012002.
Bobkov S.P., Astrakhantseva I.A. Application of an agent-based approach to modeling heat conduction pro-cesses. Vestn. IGEU. 2022. N 2. P. 58-66 (in Russian). DOI: 10.17588/2072-2672. 2022.2.058-066.
Bobkov S.P. Use of Discrete Approaches for Simulation the Basic Processes of Chemical Technology. Russ. J. Gen. Chem. 2021. V. 91. N 6. P. 1190–1197. DOI: 10.1134/ S1070363221080181.
Bobkov S.P., Astrakhantseva I.A. Discrete stochastic model of flow hydrodynamics. Modelirovanie Sistem Protsessov. 2023. N 2. P. 7-14 (in Russian). DOI: 10.12737/2219-0767-2023-16-2-7-14.
Bobkova E.S. Atmospheric pressure discharge as a source of active particles for water purification from or-ganic pollutants. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2014. V. 57. N 10. P. 89-91 (in Russian).
Bobkova E.S., Rybkin V.V. Peculiarities of Energy Efficiency Comparison of Plasma Chemical Reactors for Wa-ter Purification from Organic Substances. Plasma Chem. Plasma Process. 2015. V. 35. N 1. Р. 133-142. DOI: 10.1007/s11090-014-9583-8.
