1. Wprowadzenie w zagadnienia dynamiki

1.1. Przegląd zagadnień

1.2. Stan nieustalony

1.3. Stan quasi-ustalony

1.4. Statyka a dynamika

Przykład 1.4-1. Optymalizacja statyczna procesu dynamicznego

2. Modele układów

2.1. Prawa zachowania w skali makroskopowej i mikroskopowej

2.2. Problemy przepływu

Przykład 2.2-1. Zbiorniki połączone szeregowo

Przykład 2.2-2. Przepływ w rurociągu w przypadku całkowitego wypełnienia

2.3. Problemy wymiany ciepła

Przykład 2.3-1. Zbiornik z ciągłym mieszaniem

Przykład 2.3-2. Wymiennik ciepła typu rura w rurze

2.4. Problemy wymiany masy

Przykład 2.4-1. Operacje wielostopniowe w przeciwprądzie

Przykład 2.4-2. Pochłaniacz gazu z wypełnieniem

2.5. Problemy reaktorów

Przykład 2.5-1. Reaktor zbiornikowy z ciągłym mieszaniem (RZCM)

Przykład 2.5-2. Reaktor rurowy z wypełnieniem.

2.6. Postacie ogólne modeli

3. Metody analizy

3.1. Wektory, macierze i algebra liniowa

3.2. Aproksymacja liniowa

3.3. Linearyzacja — równania różniczkowe zwyczajne.

Przykład 3.3-1. Reaktor zbiornikowy z ciągłym mieszaniem

3.4. Linearyzacja lokalna — równania różniczkowe cząstkowe

Przykład 3.4-1. Reaktor rurowy z wypełnieniem

3.5. Metody rozwijania w szereg

3.6. Metoda przekształcenia Laplace'a

3.7. Rachunek wariacyjny

CZĘŚĆ II. UKŁADY O PARAMETRACH SKUPIONYCH. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE

4. Opis układu za pomocą wielkości wejściowych i wyjściowych

4.1. Schematy blokowe

Przykład 4.1-1. Reaktor zbiornikowy z ciągłym mieszaniem (RZCM)

4.2. Transmitancje

Przykład 4.2-1. Transmitancja ogólna RZCM

Przykład 4.2-2. Poszczególne transmitancje RZCM

4.3. Transmitancje macierzowe

Przykład 4.3-1. Sześciostopniowy pochłaniacz gazu

4.4. Odpowiedzi czasowe

Przykład 4.4-1. Sześciostopniowy pochłaniacz gazu

Przykład 4.4-2. Model dyskretny przepływu cieczy szczelnie wypełniającej rurociąg

4.5. Przykłady prostych wymuszeń

Przykład 4.5-1. Metody dynamiczne w procesie katalizy

4.6. Charakterystyki częstotliwościowe

Przykład 4.6-1. Wiskozymetr stożkowy

4.7. Stabilność liniowa

Przykład 4.7-1. Reaktor zbiornikowy z ciągłym mieszaniem

Przykład 4.7-2. Oscylacje przy przepływie ze spadkiem ciśnienia

Przykład 4.7-3. Wymuszone wrzenie konwekcyjne w kanale

4.8. Częstotliwościowe kryteria stabilności

Przykład 4.8-1. Sterowanie kaskady reaktorów w układzie zamkniętym

5. Opis w przestrzeni stanów

5.1. Rozwiązanie podstawowe — matrycant

Przykład 5.5-1. Problem zatruwania w reaktorze jądrowym

5.2. Problemy stacjonarne

Przykład 5.2-1. Zbiorniki połączone szeregowo

5.3. Postać kanoniczna

Przykład 5.3-1. Reaktor zbiornikowy z ciągłym mieszaniem

5.4. Rozwiązanie ogólne w dziedzinie czasu

5.5. Składowe modalne odpowiedzi

Przykład 5.5-1. Reaktor zbiornikowy z ciągłym mieszaniem

Przykład 5.5-2. Kolumna destylacyjna

5.6. Sterowalność i obserwowalność

Przykład 5.6-1. Połączenie szeregowe zbiorników

Przykład 5.6-2. Model dyskretny reaktora rurowego

5.7. Sterowanie modalne

Przykład 5.7-1. Sterowanie reaktora zbiornikowego z ciągłym mieszaniem

5.8. Sterowanie optymalne w układzie ze sprzężeniem zwrotnym

Przykład 5.8-1. Optymalna szybkość napełniania zbiorników połączonych szeregowo

6. Przybliżone modele liniowe

6.1. Redukcja rzędu modelu

Przykład 6.1-1. Dynamika spalania paliwa stałego

6.2. Aproksymacje relacji wejście-wyjście

Przykład 6.2-1. Model dyskretny reaktora rurowego z mieszaniem

Przykład 6.2-2. Czas kontaktowania dla procesów w stanie równowagi

6.3. Aproksymacje modalne

Przykład 6.3-1. Aproksymacja w stanie quasi-ustalonym (ASQU)

Przykład 6.3-2. Sterowanie modalne RZCM

6.4. Odchylenia osobliwe

Przykład 6.4-1. Dynamika ciągu reakcji

6.5. Układy słabo sprzężone

Przykład 6.5-1. Słabe sprzężenie w ciągu reakcji

7. Układy nieliniowe

7.1. Odpowiedzi na płaszczyźnie stanów

Przykład 7.1-1. RZCM z wieloma stanami równowagi

Przykład 7.1-2. RZCM z jednym niestabilnym stanem równowagi

7.2. Metody Poincare, Kryłowa i Bogulubowa

Przykład 7.2-1. Reaktor zbiornikowy z ciągłym mieszaniem

7.3. Metody rozwinięcia w szereg

Przykład 7.3-1. Odpowiedź nieliniowa RZCM

Przykład 7.3-2. Zapłon łatwopalnego ciała stałego

7.4. Quasi-linearyzacja

7.5. Praca w stanie nieustalonym

Przykład 7.5-1. Dodatnie sprzężenie zwrotne w RZCM

Przykład 7.5-2. Praca okresowa reaktora polimeryzacyjnego

7.6. Optymalne procesy cykliczne

Przykład 7.6-1. Sterowanie wydajności reaktora za pomocą temperatury

8. Metoda bezpośrednia Lapunowa.

8.1. Funkcja Lapunowa

8.2. Interpretacja geometryczna

8.3. Układy liniowe

8.4. Układy słabo nieliniowe

Przykład 8.4-1. Reaktor zbiornikowy z ciągłym mieszaniem

8.5. Funkcje Krasowskiego

Przykład 8.5-1. Obszar praktycznej stabilności RZCM

8.6. Inne funkcje Lapunowa

Przykład 8.6-1. Kolumna destylacyjna

Przykład 8.6-2. Stabilność reaktora z autokatalizatorem

CZĘŚĆ III. UKŁADY O PARAMETRACH ROZŁOŻONYCH. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE O POCHODNYCH CZĄSTKOWYCH

9. Procesy przepływu i dyfuzji

9.1. Klasyfikacja równań różniczkowych o pochodnych cząstkowych.

Przykład 9.1-1. Izotermiczny reaktor rurowy

Przykład 9.1-2. Przewodzenie ciepła

Przykład 9.1-3. Rozchodzenie się fali głosowej

Przykład 9.1-4. Przewodzenie ciepła w anizotropowym ciele stałym

Przykład 9.1-5. Przepływ cieczy nieprzewodzącej ściśliwej lecz nielepkiej

9.2. Równania hiperboliczne

Przykład 9.2-1. Element opóźniający objęty pętlą sprzężenia zwrotnego

Przykład 9.2-2. Dynamika hydraulicznych linii przesyłowych

9.3. Charakterystyki częstotliwościowe

Przykład 9.3-1. Wymiennik ciepła podgrzewany parą o wymuszonym przepływie

9.4. Metoda charakterystyk

Przykład 9.4-1. Sterowanie elementu opóźniającego w układzie ze sprzężeniem zwrotnym

Przykład 9.4-2. Wymiennik ciepła typu rura w rurze

9.5. Metody odwracania transformat

Przykład 9.5-1. Element opóźniający objęty pętlą sprzężenia zwrotnego

Przykład 9.5-2. Wymiennik ciepła typu rura w rurze

9.6. Odpowiedzi falowe

Przykład 9.6-1. Wymiennik ciepła typu rura w rurze

Przykład 9.6-2. Reaktor rurowy z szybką wymianą ciepła

9.7. Układy paraboliczne

Przykład 9.7-1. Reakcje szeregowe pierwszego rzędu w reaktorze rurowym

Przykład 9.7-2. Dynamika procesu spalania ciała stałego

9.8. Charakterystyki czasowe i częstotliwościowe

Przykład 9.8-1. Przewodzenie ciepła w pręcie

Przykład 9.8-2. Dyfuzja w nieruchomej kropli cieczy

9.9. Dyspersja osiowa

Przykład 9.9-1. Dyspersja osiowa w reaktorze z wypełnieniem ciekłym

Przykład 9.9-2. Współczynniki dyfuzji Taylora.

9.10. Porównanie odpowiedzi procesów przepływu i dyfuzji

9.11. Problemy stabilności

Przykład 9.11-1. Niestabilności przepływu w wymiennikach ciepła z cieczą zamrażającą

Przykład 9.11-2. Reakcja na powierzchni kulistej

10. Metody przybliżone

10.1. Układy o parametrach skupionych lub rozłożonych

Przykład 10.1-1. Dyspersja osiowa w wypełnieniu

Przykład 10.1-2. Dyfuzja do wnętrza kuli

10.2. Współczynniki przenoszenia

Przykład 10.2-1. Problem Graetza dla stanu nieustalonego

10.3. Kwantyzacja

Przykład 10.3-1. Przewodzenie ciepła w ściance

Przykład 10.3-2. Wymiennik ciepła typu rura w rurze

Przykład 10.3-3. Dwubiegowy wymiennik ciepła

10.4. Kwantyzacja odwrotna

Przykład 10.4-1. Wielostopniowy ciąg ekstrakcji

Przykład 10.4-2. Kolumna destylacyjna

10.5. Krzywe rozkładu odpowiedzi

Przykład 10.5-1. Wymiennik ciepła typu rura w rurze

Przykład 10.5-2. Model dyfuzji Taylora dla wymiennika ciepła

10.6. Odpowiedź modalna

Przykład 10.6-1. Przewodzenie w płycie

Przykład 10.6-2. Pneumatyczna linia transmisyjna

10.7. Metoda kolejnych przybliżeń

Przykład 10.7-1. Wymiennik ciepła typu rura w rurze

10.8. Aproksymacja asymptotyczna

Przykład 10.8-1. Przeciwprądowy wymiennik ciepła typu rura w rurze

Przykład 10.8-2. Dwubiegowy wymiennik ciepła

Przykład 10.8-3. Współprądowy wymiennik ciepła typu rura w rurze

10.9. Podsumowanie.

11. Układy o zmiennych współczynnikach

11.1. Linearyzacja lokalna

Przykład 11.1-1. Reaktor rurowy z wypełnieniem

Przykład 11.1-2. Wymiennik ciepła typu rura w rurze o wymuszonym przepływie

11.2. Nieliniowości

Przykład 11.2-1. Reaktor z wypełnieniem chemicznie obojętnym.

11.3. Rozwiązania dokładne

Przykład 11.3-1. Przepływ podgrzewanego gazu idealnego

Przykład 11.3-2. Adiabatyczny reaktor rurowy

Przykład 11.3-3. Reaktor rurowy z wypełnieniem chemicznie obojętnym

Przykład 11.3-4. Dynamika płomienia

11.4. Metoda rozwinięcia w szereg

Przykład 11.4-1. Sterowanie czasooptymalne reaktora z wypełnieniem

11.5. Rozwiązania przybliżone.

Przykład 11.5-1. Kwantyzacja reaktora z wypełnieniem.

Przykład 11.5-2. Kwantyzacja autokatalitycznego reaktora rurowego

Przykład 11.5-3. Analiza reaktora rurowego z wypełnieniem metodą macierzy podstawowej

Przykład 11.5-4. Analiza reaktora autokatalitycznego metodą macierzy podstawowej

Przykład 11.5-5. Metoda aproksymacji asymptotycznej w analizie reaktora z szybką wymianą ciepła

12. Problemy nieliniowe

12.1. Rozwiązania dokładne

Przykład 12.1-1. Odpowiedź wymiennika ciepła na skokową zmianę przepływu

Przykład 12.1-2. Element grzejny z wymuszonym przepływem

Przykład 12.1-3. Reaktor adiabatyczny

Przykład 12.1-4. Zatruwanie katalizatora w reaktorze rurowym.

Przykład 12.1-5. Kolumna wymiany jonów

12.2. Uwagi dotyczące przewidywanego typu właściwości układów nieliniowych

12.3. Metody rozwinięcia w szereg

Przykład 12.3-1. Wymiennik ciepła ogrzewany parą z wymuszonym przepływem 

Przykład 12.3-2. Amplituda oscylacji ciśnienia w kriogenicznym wymienniku ciepła

12.4. Inne metody

Przykład 12.4-1. Płaszczyzna stanów w przypadku opóźnienia w pętli sprzężenia zwrotnego

Przykład 12.4-2. Stabilność nieliniowa komory spalania

Przykład 12.4-3. Płaszczyzna stanów dla komory spalania

Przykład 12.4-4. Analiza reaktora rurowego metodą funkcji opisującej

12.5. Praca w stanie nieustalonym.

Przykład 12.5-1. Pompa parametryczna

Przykład 12.5-2. Praca cykliczna reaktora rurowego

12.6. Układy asymetryczne

Przykład 12.6-1. Przebieg temperatury wyjściowej dla zbiornika bez mieszadła

Dodatki

A Zależności przekształcenia Laplace'a

B Operacje wektorowe i macierzowe

Skorowidz