ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Принципы построения специальных программ моделирования ХТС из "Принципы математического моделирования химико-технологических систем" Возможная блок-схема организации решения задачи математического моделирования ХТС представлена на рис. УП-1. [c.324] Первый этап решения задачи состоит в изучении целей и условий функционирования системы, формулировании задачи исследования и выборе метода ее решения. [c.324] Этап организации работы научных и инженерно-технических кадров включает разработку принципов организации деятельности научно-исследовательских групп установление формы отчетности о результатах испытаний составление подробных сетевых графов, регламентирующих сроки выполнения заданий. [c.324] Этан сбора и обработки информации предусматривает сбор данных о промышленной эксплуатации ХТС изучение научно-технической литературы сбор данных о физических свойствах сырья, промежуточных и готовых продуктов, получаемых в результате функционирования ХТС. [c.324] Возможная организация работы научно-исследовательского коллектива, занимающегося решением задачи математического моделирования ХТС, приведена на рис. УП-2. [c.324] В обобщенную специальную программу моделирования ХТС входят подпрограмма ввода исходной информации подпрограмма математических моделей элементов системы основная исполнительная подпрограмма подпрограмма массива информации о физико-химических константах и физических свойствах компонентов и смесей подпрограмма оптимизации и прогнозирования возможных технологических режимов подпрограмма обеспечения сходимости вычислительных операций подпрограмма вывода результатов. [c.324] Подпрограмма ввода исходной информации содержит информацию о технологической и информационной топологии системы в виде технологической схемы, а также в виде параметрического потокового графа или информационно-потокового мультиграфа информацию о производительности системы, составе и физических свойствах сырья, промежуточных и готовых продуктов информацию о технологических и конструкционных параметрах элементов и параметрах технологических режимов системы информацию о требуемой точности результатов моделирования. [c.326] Исходную информацию вводят в ЦВМ либо с помощью специальных карт, либо посредством свободного формата. Оба метода имеют достоинства и недостатки. [c.326] Применение специальных карт означает, что инженер должен только написать исходные цифры кроме этого, число документов, вводимых в машину, невелико. При заполнении карт инженер должен знать соответствующий программный язык. [c.326] В случае использования свободного формата инженеру необходимо помнить лишь несколько простых правил, чтобы уметь подготовить и записать исходные данные, которым присваивают любые условные наименования. Ввод данных с помощью свободного формата более гибок, однако он требует от инженера написания не только цифр, но II слов, что может привести к большим затратам вре-менп. [c.326] Для описания информации о технологической и информационной топологии ХТС в некоторых программах применяют параметрический потоковый граф с систематической нумерацией всех ветвей и вершин, в соответствии с которой рассчитываются математические модели элементов ХТС. Данная система довольно негибка при необходимости изучить влияние на функционирование ХТС изменения структуры технологических связей между элементами. Более совершенен такой метод описания технологической топологии, когда в параметрическом потоковом графе системы отдельно нумеруют входные и выходные потоки каждого элемента, а технологические связи задают посредством специальной топологической матрицы ХТС. [c.326] В топологической матрице каждой г-ой вершине параметрического потокового графа соответствует -ая строка, элементы которой имеют следующие значения 1 — номер вершины графа 2 — нап-менование отвечающего этой вершине графа типа элемента 3+ + ги — номера ветвей графа, соответствующих входным технологическим потокам данного элемента, со знаком плюс г (и - - 1) г/га— номера ветвей графа, отвечающих выходным технологическим потокам данного элемента, со знаком минус. [c.326] Наиболее удобный и перспективный метод представления технологической и информационной топологии ХТС состоит в применении информационно-потоковых мультиграфов. Информацию о топологических характеристиках параметрического потокового графа или информационно-потокового мультиграфа представляют с помощью матрицы ветвей графа [Ь]. [c.326] Информацию о параметрах технологических цотоков сырья и продуктов ХТС представляют в виде таблицы параметров технологических потоков. Информацию о технологических и конструкционных параметрах каждого элемента ХТС представляют в форме таблицы параметров определенного типа элементов. [c.327] Подпрограмма математических моделей элементов ХТС строится по модульному принципу, сущность которого заключается в следующем. Математическую модель каждого элемента получают в виде совокупности математических моделей типовых технологических операторов, называемых в дальнейшем модулями (см. также стр. 82). Модуль — это модель типового технологического оператора, представленная в форме матрицы преобразования (111,24) или нелинейного выражения (1,2). [c.327] Некоторые модули, используемые при моделировании ХТС, не соответствуют реально существующим элементам системы. К такого типа модулям относятся, например, модуль-калькулятор стоимости модуль расчета материальных и тепловых балансов системы модуль эквивалентного преобразования единиц измерения физико-химических величин и др. [c.327] Как правило, один элемент ХТС может быть описан совокупностью нескольких модулей. Так, многослойный контактный реактор при моделировании ХТС производства серной кислоты представляется математической моделью в виде совокупности нескольких модулей химического превращения, нагрева и смешения — разделения. [c.327] Некоторые элементы могут не рассматриваться при моделировании системы (например, буферные емкости, которые не изменяют параметров технологических потоков системы в установившемся технологическом режиме). Однако такие элементы должны быть учтены при моделировании, когда определяются капитальные затраты. [c.327] Какие именно модули выбираются для моделирования отдельных элементов, зависит от поставленных целей исследования системы, глубины понимания физико-химических основ технологических процессов и точности исходных данных. Основой для разработки подпрограммы математических моделей элементов ХТС по модульному принципу является библиотека стандартных программ математических моделей типовых технологических операторов и операторная схема системы. [c.327] Общая стратегия разработки модулей включает следующие этапы а) точность результатов моделирования ХТС в целом б) точность индивидуальных модулей для каждого элемента в) уровень стандартизации индивидуальных модулей г) способность к коррекции п экстраполяции индивидуальных модулей. [c.327] Вернуться к основной статье