Примеры применения операционных усилителей как элементов аналоговых вычислительных машин

Пример 1: Моделирование изменения концентрации в химическом реакторе смешения (рис. 9.12). В реактор смешения поступает вещество А, где происходит реакция А-+ В. Заданы: величина расхода потока на входе и выходе реактора (G), объём реактора (V), константа скорости реакции (к). Требуется определить изменение во времени концентрации вещества А в реакторе.

Из уравнения материального баланса изменение концентрации (с_а), вещества А по времени определяется дифференциальным уравнением:

при t=0, с_а1ш0 =с_а0.

Vdc_a

где—изменение количества вещества А в реакторе; G С_а0 - коли;

dt

чество поступающего в реактор вещества A; Gc_a — количество удаляемого из реактора вещества; кУс_а — количество вещества вступившего в реакцию; С_а0 — начальная концентрация вещества в ректоре.

Рис. 9.12. Схема реактора смешения.

На рис. 9.13 представлены условные обозначения некоторых операционных блоков аналоговых вычислительных машин (АВМ), которые предназначены для выполнения определенной математической операции.

Процесс моделирования, иначе — численное решение системы алгебраических дифференциальных уравнений, начинается с этапов подготовки к решению.