Файл: Гольцева, Л. В. Автоматизированное проектирование.pdf

МИНОБРНАУКИ РОССИИ 

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 

высшего профессионального образования 

«Санкт-Петербургский государственный технологический институт 

(технический университет)» 

(СПбГТИ(ТУ)) 

Кафедра систем автоматизированного проектирования и управления 

Л.В. Гольцева, А.В. Козлов, Н.В. Романов 

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ 

КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ 

Методические указания к выполнению контрольных работ 

для студентов заочной формы обучения 

направления подготовки «Химическая технология» 

Санкт–Петербург 

2015 

УДК 004.94:66.021 

Гольцева,  Л.  В.  Автоматизированное  проектирование.  Контрольные 

работы  :  методические  указания  к  выполнению  контрольных  работ  для 
студентов  заочной  формы  обучения  направления  подготовки  «Химическая 
технология»

/ Л.В. Гольцева, А.В. Козлов, Н.В. Романов. – СПб. : СПбГТИ(ТУ), 

2015. – 55 с. 

В  методические  указания  включены  контрольные  работы  по  основным 

разделам 

дисциплины 

«Автоматизированное 

проектирование», 

предназначенные  для  изучения  принципов  создания  комплекса  средств 
автоматизированного  проектирования,  включающие  разделы  проектирования 
математического,  информационного  обеспечения.  По  каждому  разделу 
приведены контрольные задания с примерами их решения.  

 Методические  указания  предназначены  для  студентов  заочной  формы 

обучения  по  направлению  подготовки  240100  «Химическая  технология»  и 
формируют у студентов следующие профессиональные  компетенции (ПК): 

  освоение  методики  использования  программных  средств  для 

решения практических задач (ПК-2); 

  умение  разрабатывать  модели  компонентов  информационных 

систем, включая модели баз данных  (ПК-4); 

  умение  разрабатывать  компоненты  программных  комплексов  и  баз 

данных,  использовать  современные  инструментальные  средства  и 
технологии программирования (ПК-5). 

Ил. 36, табл. 5, библиогр. 6 назв.  

© СПбГТИ(ТУ), 2015. 

3 

СОДЕРЖАНИЕ 

Введение……………………………………………………………………  4 

1  Контрольная  работа  №  1.  Разработка  математической  модели 
кинетики химических реакций………………………………………… 

5 

Задание к контрольной работе № 1……………………………………….  11 

2 

Контрольная 

работа 

№ 

2. 

Разработка 

информационного 

обеспечения САПР………………………………………………………... 

21 

Задание к контрольной работе № 2………………………………………  42 

3 Контрольная работа № 3. 3D-моделирование в среде «Kомпас-3D» 

43 

Задание к контрольной работе № 3………………………………………  43 

4 

ВВЕДЕНИЕ 

В  методических  указаниях  приведены  3  контрольные  работы.  Студенту 

необходимо  представить  отчёт  со  всеми  тремя  контрольными  работами, 
выполненными  в  соответствии  с  данными  методическими  указаниями.  Номер 
варианта  формируется  согласно  последней  цифре  зачетной  книжки.  Если 
последняя  цифра  равна  нулю,  то  номер  варианта  −  10.  В  таблице  1  приведены 
номера вариантов, составленные по этому принципу. 
 
Таблица 1 − Номера вариантов для выполнения контрольных работ 

Последняя цифра  

зачётной книжки 

Номер 

варианта 

1 

1 

2 

2 

3 

3 

4 

4 

5 

5 

6 

6 

7 

7 

8 

8 

9 

9 

0 

10 

Отчёт  о  выполненных  контрольных  работах  должен  включать: 

титульный  лист,  условие  задачи  и  подробную  процедуру  решения,  аналогично 
тому,  как  это  представлено  в  примерах  выполнения  работ.  Во  время  защиты 
отчёта студент должен уметь обосновать представленное в отчёте решение. На 
титульном листе отчёта  о  выполнении  контрольных работ необходимо  указать 
фамилию, имя и отчество студента, номер учебной группы, номер варианта. 
 

5 

1 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1 

ТЕМА: 

РАЗРАБОТКА 

МАТЕМАТИЧЕСКОЙ 

МОДЕЛИ 

КИНЕТИКИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ 

 
Описание  химических  реакций  –  один  из  основных  модулей  при 

моделировании ХТП, который включает в себя: 

– описание стехиометрии; 
–  описание  кинетики,  то  есть  скорости  образования  и  расходования 

компонентов  реакционной  системы  в  различных  условиях  проведения 
процесса; 

– описание порядка и молекулярности реакций. 
В  работе  осуществляется  синтез  модели  по  заданному  механизму 

реакций  и  решение  прямой  кинетической  задачи  для  динамического  и 
статического  режимов.    На  базе  модели  проводится  исследование  влияния 
различных  параметров  на  выход  целевых  и  побочных  продуктов,  расчет 
рабочего объема реактора. 

Исследования проводятся в среде MathCad. 
 
Изменение содержания вещества в химических реакторах  происходит в 

результате его переноса за счет движения реакционной массы и  химических 
реакций.    Математическое  описание  химических  реакций  складывается  из 
описания: 

  стехиометрии; 
  кинетики; 
  порядка и молекулярности реакций. 

1.1 Описание стехиометрии химических реакций 

  Стехиометрическое  уравнение  химической  реакции  представляет  собой 

краткое выражение материального баланса химических реакций. 

В  общем  виде  стехиометрическое  уравнение  простой  химической 

реакции может быть записано в следующем виде: 

.

1







n

j

j

j

A



(1.1) 

Этот  способ  записи  стехиометрии  можно  распространить  на  процессы  с 

несколькими одновременно протекающими реакциями: 

,

...,

2

,

1

,

0

1

r

i

A

n

j

j

ij













                                      (1.2)