Математична модель процесу вироблення газу
Різні властивості використовують для описання математичних моделей. Поліноми алгебри знайшли найширше застосування. Розкладання невідомої функції в ряд Тейлора в околиці будь-якої точки з області її визначення
ч = ИЗД *«)=Я> + Х RX. + £ +1ДХ+-
L<j<h I4S*’ 1<*’-г ^ (7.107)
Апроксимуючи невідому функцію (хі, х2, …, хк) поліномом деякої міри обмежуються кінцевим числом його членів, але це тільки на практиці, а в загальному випадку степінний ряд нескінченний. Якщо функція відповідає ряду вимог, то подібна апроксимація має сенс. Безперервність і достатня «гладкість» є основними вимогами. Оскільки заздалегідь невідомо, наскільки ця вимога виконується, доводиться робити допущення про те, що це так.
Математичною моделлю можна представити відбиток газу в реакторі, та за лінійним рівнянням:
Я = *І>+5>Л
«*1
Де Ь0 — загальний ефект всього експерименту;
Ьі — ефекти чинників ;
Xj — чинники.
Будь-яку з поданий моделей можна вважати лінійною[77, 79, 90].
Поліном другої міри від к чинників:
y bQ + brt +b2x2+…+bkxk +bl2x x2 +bl, xlx3 +b21x2 + …+bkixk
Якщо ввести фіктивну змінну Хо = 1 і провести заміну нелінійних членів таким чином:
ХХ2 ~ -‘•А+1>Х1Х! Xk+29"’*Xk-lXk ~ Хклі{ ’
(7.111)
(С2К — число поєднань з k по 2), то отримаємо однорідне лінійне рівняння [75,103].
(7.112)
Дані моделі завжди лінійні по невідомих коефіцієнтах, нелінійними можуть бути по чинниках.
Зображений на рис. 7.25 метод найменших квадратів зазвичай використовують для обчислення коефіцієнтів моделі. Спроможність, несмещенність, ефективність і достатність — оптимальні властивості в статистичному сенсі. При збільшенні об’єму вибірки оцінка коефіцієнта приближається до істинного значення коефіцієнта; Якщо математична оцінка коефіцієнта рівна оцінюваному значенню, то вона вважається незміщенною; ефективною вважають, якщо оцінка характеризується мінімальною дисперсією, а достатньою, коли включає максимум інформації про коефіцієнт.
Наступна функція відображає і мінімізує метод найменших квадратів:
(7.113)
де у„ і У u — відповідно експериментальні дані і розраховані по рівнянню (7.112) значення у у ц — му досліді; N — загальна кількість дослідів.
Введемо фіктивну змінну хо, що набуває в усіх дослідах значення
Мінімум функції (7.113) знаходимо прирівнюванням нулю масних похідних:
|
|
Система нормальних рівнянь методу найменших квадратів:
Л |
*=І
Л
= І
її > 1
у
= Z х«.г»
н = »
Невідомі коефіцієнти моделі знаходимо в результаті вирішення системи. Кожен коефіцієнт вирішується за власним рівнянням:
Zv. ЇХ*.
Z— Z-< Zx2. Z Zx<.
|
|
Як висновок треба зазначити:
> Внесена наукова передумова об’єднання трьох стадій в єдиний цикл анаеробного зброджування відходів тварин і птахів;
> Щоб пояснити процеси, шо відбуваються під час утилізації відходів тварин і птахів, запропоновано застосовувати механізми акумуляції і енергію при анаеробному зброджуванні посліду;
> Запропоновано використовувати модель графа мережі Петрі у структурній оптимізації технологічного процесу зброджування посліду;
> запропонована математична модель оптимізації процесу утилізації відходів тварин та птахів.
1.