Метод идентификации ячеечных моделей реактора кипящего слоя на основе дискретных аналогов уравнения Больцмана
В.П. Жуков, А.Н. Беляков, Н.С. Шпейнова, Е.А. Шуина, И.Д. Аксаковский
Вестник ИГЭУ, 2023 г. выпуск 5, сс. 83—89
Скачать PDF
Состояние вопроса. Сложные модели при высоком качестве получаемых результатов являются, как правило, более затратными с точки зрения квалификации разработчиков и вычислительных ресурсов. При выполнении технологических расчетов часто не требуется подробного и чрезмерного детального описания объекта, а точность получаемых результатов не должна быть выше точности используемых измерительных приборов. В связи с этим оптимальное сочетание простоты и качества математического описания технологических процессов является актуальной задачей математического моделирования.
Материалы и методы. Для идентификации ячеечной модели, построенной на основе теории цепей Маркова, используются данные, полученные с помощью решения дискретных моделей уравнения Больцмана.
Результаты. Разработан метод идентификации ячеечных моделей реактора кипящего слоя с использованием данных, полученных на основе решения моделей более высокого иерархического уровня – дискретных моделей уравнения Больцмана. Выполнена проверка адекватности идентифицированной модели реактора кипящего слоя. Представлен подход к разработке расчетного обеспечения ячеечной модели, построенной на основе теории цепей Маркова.
Выводы. Анализ полученных результатов показал адекватное описание процессов в реакторах кипящего слоя ячеечными моделями, построенными на основе теории цепей Маркова и идентифицированными на основе результатов, полученных в рамках дискретных моделей уравнения Больцмана. Предложенный метод идентификации и верификации ячеечных моделей обеспечивает возможность одновременного получения приемлемых показателей простоты модели и точности расчета конструктивных и режимных параметров реакторов кипящего слоя.
- Баранцева Е.А., Мизонов В.Е., Хохлова Ю.В. Процессы смешивания сыпучих материалов: моделирование, оптимизация, расчет. – Иваново, 2008. – 116 с.
- Application of multi-dimensional Markov chains to model kinetics of grinding with internal classification / V.E. Mizonov, V.P. Zhukov, H. Berthiaux, S. Bernotat // International journal of mineral processing. – 2004. – Vol. 74. – P. 307–315.
- Огурцов А.В. Моделирование истирания частиц в кипящем слое на основе теории цепей Маркова // Известия высших учебных заведений. Сер.: Химия и химическая технология. – 2003. – Т. 46, № 7. – С. 64–66.
- Berthiaux H., Mizonov V., Zhukov V. Application of the Theory of Markov Chains to Model Different Processes in Particle Technology // Powder Technology. – 2005. – Vol. 157, No. 1–3. – P. 128–137.
- Алоян Р.М., Федосов С.В., Мизонов В.Е. Теоретические основы математического моделирования механических и тепловых процессов в производстве строительных материалов. – Иваново, 2011. – 255 с.
- Самарский А.А. Математическое моделирование: Идеи. Методы. – М.: Физматлит, 2001. – 320 с.
- Жуков В.П., Беляков А.Н. Моделирование совмещенных гетерогенных процессов на основе дискретных моделей уравнения Больцмана // Теоретические основы химической технологии. – 2017. – Т. 51, № 1. – С. 78–84.
- Вулис Л.А. Теория и расчет магнитогазодинамических течений в каналах. – М.: Атомиздат, 1971. – 384 с.
- Mizonov V., Zhukov V., Bernotat S. Simulation of Grinding: New Approaches. – Ivanovo, 1997. – 109 p.
- Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Расчет многомерных совмещенных процессов измельчения, классификации в сыпучих средах» № 2010612671 / А.Н. Беляков, В.П. Жуков, А.А. Власюк, А.Е. Барочкин; опубл. 19 апреля 2010 года.
- Анализ и совершенствование методов решения дискретных моделей уравнения Больцмана / В.П. Жуков, А.Е. Барочкин, А.Н. Беляков, О.В. Сизова // Вестник ИГЭУ. – 2021. – Вып. 6. – С. 62–69.
- Бабуха Г.Л., Рабинович М.И. Механика и теплообмен потоков полидисперсной газовзвеси. –Киев, 1969. – 219 с.
- Modeling of Particle Concentration Distribution in a Fluidized Bed by Means of the Theory of Markov Chains / V. Mizonov, A. Mitrofanov, A. Ogurtzov, K. Tannous // Particulate Science and Technology. – 2014. – Vol. 32, No. 2. – P. 171–178.