Устройство для моделирования скорости реакции полимеризации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4(531 ЕНИЯ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ свидетельство ССС С 7/75, 1978. идетельство СССР С 7/48, 1972ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ РЕАКЦИИ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ, содержащее сумматор, источник посто янного напряжения, три умножителя, два масштабных усилителя и блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с 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, выходорого подключен к первому входу первого умножителя, выход которого соединен с первым входом второго умножителя, выход которого подключе к первому входу третьего умножителя,выход которого соединен с входомблока регистрации, вход задания температуры реакции устройства подключен к входу первого блока заданиянелинейности типа экспоненты, выходкоторого соединен с вторым входомпервого умножителя, вход заданияконечной концентрации мономера устройства подключен к входу блокаформирования степенной функции, входзадания конечной концентрации полимера устройства через первый масштабный усилитель соединен с входомформирователя степенной функции, авыход через второй блок заданиянелинейности 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 сум- матораИзобретение относится к аналоговой вычислительной технике, предназначено для моделирования процессовполимеризации и может найти применение в промышленности при моделировании скорости полимеризации изопренана 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 1.Недостатком этого устройстваявляется низкая точность лри моделировании скорости реакции полимеризации.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство, содержащее два интегратора,нять масштабирующих усилителей, двасумматора, пять умножителей, датчикипотока реакционной смеси из реактора,потока вводимой шихты, концентрациикатализатора и ядов, которое позволяет проследить изменение концентрации катализатора и образование активных центров полимеризации 21 .Однако известное устройство недает точного представления омоделиро-ЗОвании скорости реакции полимериэации,Утак как учитывает только влияние процесса образования активных центровна скорость реакции полимеризации.Цель изобретения - повышение З 5точности,Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее сумматор,источник постоянного напряжения, триумножителя, два масштабных усилителя 40и блок регистрации, введены блок моделирования скорости образования активных центров, выполненный в видеФормирователя степенной Функции,два блока задания нелинейности типа 45экспоненты, делитель и блок формирования степенной функции, выход которого подключен к первому входупервого умножителя, выход которого соединен с первым входом второго умножи теля, выход которого подкпочен кпервому входу третьего умножителя,выход которого соединен с входомблока регистрации, вход задания температуры реакции устройства подключен 55к входу первого бЛока задания нелинейности типа экспоненты, выходкоторого соединен с вторым входом первого умножителя, вход задания конечной концентрации мономера устройстваподключен к входу блока Формированиястепенной функции, вход задания конечной концентрации полимера устройства через первый масштабный усилитель соединен с входом Формирователя степенной Функции, а выходчерез второй блок задания нелинейности типа экспоненты подключен квторому входу второго умножителя,вход задания концентрации катализатора устройства и вход задания расхода реакционной смеси устройствасоединены соответственно с первым ивторым входами делителя, выход которого через второй масштабный усилитель подключен к первому входу сумматора, выход которого соединен свторым входом третьего умножителя,выход источника постоянного напряжения подключен к второму входу сумма-тора,На чертеже представлена схемапредлагаемого устройства,Устройство содержит блоки 1 и 2задания нелинейности типа экспоненты,блок моделирования скорости образования активных центров, выполненныйв виде Формирователя 3 степеннойфункции, 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 16расхода реакционной смеси, источник17 постоянного напряжения и блок 18регистрации,Устройство работает следующимобразом,Напряжение с входа 12, пропорциональное значению температуры реакцииТ , на выходе реактора, поступаетна вход блока 1 задания нелинейности типа экспоненты, где преобразуется в соответствии с выражениемгде 11 щ, ,. ь, - входной и выходной сигналы блока 1 нелинейности(6) ВНИИПИФщжаа ее Е - энергия активации полимеризации, Дж/моль;универсальнаягазовая постоянная, Дж/молье К.Напряжение с входа 13, пропорциональное значению концентрации моно- мера рпна выходе реактора, подается на вход формирователя 3, где сигнал преобразуется в видеО Овыкь вход р где к - коэффициент,На умножителе 5 происходит умноже 15 ние выражений (1) и (2), в результате чего на его выходе образуется напряжение, пропорциональное выражению Напряжение с входа 14, пропорциональное концентрации полимера Ч/выл 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 подаетсяна вход блока 2 задания нелинейноститипа экспоненты, где преобразуется в 35соответствии с выражениемИм 1(2 - ехр(- Оьи) (5)Выходное напряжение с блока 2,пропорциональное выражению и выходное напряжение умножителя 5,пропорциональное выражению (3) пос -тупают на вход умножителя 6, гдепреобразуются в виде выражения На первый и второй вход делителя 10 попадают соответственно напряжения с входов 15 и 16, пропорциональные концентрации катализатора е на выходе реактора батареи и расходу реакционной смеси в реакторе Й . Выходное напряжение делителя 10 через масштабный усилитель 9 с постоянным коэффициентом 1, вместе с постоянным напряжением у, которое имеет знак минус, с источника 17 поступают на входы сумматора 11, где преобразуются к виду,Ъкй (8)Выходное напряжение сумматора 11 вида (8) и выходное напряжение умно- жителя 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-рости реакции полимеризации изопрена на различных каталитических системах,при этом оно учитывает как влияниепроцесса образования активных центров на скорость процесса полимеризации, так и влияние других физикохимических параметров, что повышаетточность моделирования.