Технологическая постановка задачи

ОБЩАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ОПТИМИЗАЦИИ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ [c.13]

В энергетических или технологических процессах, связанных с использованием газообразного топлива, существенным является то обстоятельство, что они протекают в газовой фазе, поскольку окислитель (кислород, воздух либо кислородсодержащие смеси) также находится в газообразном состоянии. Топливо и окислитель могут смешиваться либо непосредственно в устройстве, в котором протекает процесс (горелке, сопловой насадке, реакторе), либо заранее, образуя предварительно перемешанную однородную гомогенную смесь. Если в такой смеси инициировать сложный химический процесс, то его характеристики уже не будут зависеть от условий смешения. В тех случаях, когда процесс протекает так быстро, что его характерные времена много меньше характерных времен масс,-теплообмена с окружающей средой, он целиком определяется лишь свойствами исходной смеси. Если при этом не возникает пространственных концентрационных неоднородностей, т. е. в ходе процесса состав реагирующей системы в любой точке реакционного пространства остается однородным (за счет, например, интенсивного перемешивания или циркуляции), то все характеристики процесса являются функциями только времени, а не координат (так называемая сосредоточенная постановка задачи). [c.11]

Современное химико-технологическое производство представляет собой систему взаимосвязанных аппаратов. Оптимизация отдельных аппаратов без учета их связей с остальными аппаратами может привести к неоптимальной работе всей химико-технологической системы (ХТС). Отсюда возникает задача оптимизации всей системы в целом, в которой учитывается взаимное влияние аппаратов. Как и при постановке задачи оптимизации в любой другой области, здесь необходимо сформулировать математическую модель системы, критерий оптимизации и ограничения на переменные. Математическая модель ХТС состоит из двух частей — совокупности математических моделей отдельных блоков и математической модели структуры ХТС. Математическая модель отдельного блока имеет вид [c.7]

При расчете мембранного модуля для разделения многокомпонентных смесей (как и в случае разделения бинарной смеси) заданными величинами являются расход, состав, давление и температура исходного потока. При проектной и технологической постановке задачи расчета и ее решении система уравнений, описывающих процесс разделения многокомпонентной смеси на элементе площади Р (рис. 5.16), независимо от гидродинамических параметров течения и структуры потоков в элементе, имеет вид [19] [c.183]

Технологическая постановка задачи [c.186]

Процессы в кипящем слое и технологическая постановка задач управления [c.16]

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОПЕССОВ [c.6]

Следует заметить, что математическая модель сложного технологического процесса содержит в качестве элементов модели отдельных узлов и аппаратов. В общей постановке задачи моделирования, очевидно, необходимо определить требования к каждой из таких моделей. [c.17]

Постановка задач интенсификации может быть различной 1) совершенствование существующего технологического процесса и существующего оборудования 2) разработку принципиально нового технологического процесса и принципиально нового оборудования для его реализации. [c.6]

Основу современного проектирования новых и анализа функционирования действующих ХТС составляет расчет материальных и энергетических балансов системы в условиях установившегося (стационарного) технологического режима. Этот расчет включает два последовательных этапа 1) постановку задачи и составление системы уравнений балансов 2) решение системы уравнений балансов. [c.37]

Для каждого физического свойства, которое можно использовать для выполнения технологической операции разделения, следует определить соответствующие технологические условия по температуре и давлению. Так, если рассматривается разделение жидкость-газ, перед постановкой задачи следует установить значения температуры и давления, чтобы они находились между точками кипения разделяемых компонентов. Если температура и давление в источнике данного потока не соответствуют требуемым значениям, нужно ввести Дополнительные вспомогательные ТТО изменения физических свойств. [c.199]

Постановка задачи проектирования оптимальной технологической схемы ТС соответствует 1 главы VI и 3 главы IV. Пра решении ИЗС сохраняется ограничение о невозможности разделения технологических потоков на части. Кроме того, предполагается, что если между данной парой потоков происходит теплообмен,, то при этом передается максимально возможное количество тепла с учетом требуемой конечной температуры потоков и минимально допустимой разности температур. [c.249]

Постановка задачи расчета показателей надежности сложных ХТС произвольной структуры формулируется следующим образом для заданной технологической схемы ХТС при известных режимах функционирования и значениях показателей надежности отдельных элементов, отказы которых представляют собой случайные независимые события, необходимо определить значения показателей надежности всей системы. [c.174]

Фундаментальные закономерности позволяют проектировать технологический процесс с позиции идеализации происходящих явлений. Например, парожидкостное равновесие идеальной смеси устанавливается строгими термодинамическими соотношениями, не представляет затруднений и оценка массопередачи с позиций теоретической тарелки. Однако при таком подхо де не учитывается неидеальность парожидкостного равновесия, наличие продольного перемешивания, застойных зон. Процесс существует реально, и переход от идеальности обычно осуществляется с помощью эмпирических и полуэмпирических зависимостей, полученных на реальных аппаратах. Естественно, эти вопросы должны приниматься во внимание при постановке задачи моделирования. [c.15]

Модели проектирования типовых процессов, синтеза, выбора оборудования и т. д. составляют прикладное математическое обеспечение. Разнородность решаемых задач при разработке технологической схемы приводит к разнообразию и моделей, которыми необходимо располагать. Следует заметить, что на каждом из этапов возможна различная постановка задачи расчета, как и различное описание одного и того же объекта. Эта многовариантность будет выражаться в многообразии моделей. [c.110]

Интерактивный режим позволяет пользователю выбрать вариант постановки задачи термоэкономической оптимизации (из заданной пользователем совокупности критериев оптимальности и соответствующих наборов оптимизирующих переменных) выбрать варианты расчета технологических подсистем (по уровню детализации моделей) выбрать вариант расчета каждой из энергетических подсистем (эксергетическая производительность подсистемы, обобщенная термоэкономическая модель подсистемы данного типа, традиционная математическая модель) выбрать метод безусловной оптимизации из имеющихся в библиотеке и задать его параметры выбрать и задать параметры метода условной оптимизации применить метод декомпозиционной релаксации, сократив число оптимизирующих переменных провести выборочное сканирование области поиска по одной или группе переменных выбрать варианты печати результатов моделирования в начальной и конечной точке поиска, промежуточных результатов оптимизации. [c.418]

В соответствии с постановкой задачи синтеза теплообменной системы и математической формулировкой Т, К ъ Y являются заданными величинами. Поэтому при синтезе тепловой системы требуется получить такой вариант технологической схемы G, чтобы [c.454]

Важным этапом в постановке задачи синтеза является выбор критерия оптимальности технологической схемы теплообменной системы. В качестве такого обычно принимается величина приведенных затрат на строительство и эксплуатацию системы. Способом формирования такого критерия является аддитивный учет факторов, определяющих затраты на изготовление и монтаж оборудования, а также затраты на эксплуатацию системы в течение определенного периода времени, включая стоимость энергии. Приведенные затраты, связанные со строительством и эксплуатацией тенлообменной системы, могут быть выражены следующим образом [5, 161 [c.454]

Но при заданном взаимодействии между подсистемами (заданной структуры технологических связей) не всегда удается согласовать локальные цели подсистем между собой. В этом случае приходится говорить о многокритериальной оптимизации (векторная оптимизация). Многокритериальная оптимизация не является самостоятельным методом или принципом. Это своеобразная постановка задачи оптимизации со многими разнородными целями функционирования. Каждая из локальных целей функционирования подсистем или функционирования всей ХТС выступает в роли глобальной цели. [c.186]

Постановка задачи построения булевой модели ФХС. Технологический процесс характеризуется п варьируемыми параметрами Xj, Xj,. . . , х, и целевой функцией у. Исходный массив экспериментально-статистической информации располагается в виде таблицы, содержащей п столбцов для параметров х , Xj,. . . . . ., х , столбец для целевой функции у ж т строк, следующих друг за другом в порядке их реализации на объекте. Рабочий [c.103]

Алгоритмы для этих задач также будут обладать своей спецификой. Так, например, при расчете процесса ректификации в зависимости от постановки задачи могут накладываться соответствующие ограничения. В частности, при проверочном расчете обычно задаются конструктивные и технологические параметры (диаметр колонны, тип тарелок, их число, флегмовое число, характеристики тепло- и хладагентов и т д.), в то время как при проектном расчете последние необходимо рассчитывать. Таким образом, расчет является задачей оптимизации с ограничениями, причем часть из них связана с требованиями на качество продукта и обеспечением максимальной эффективности разделения, а другая направлена на обеспечение экономичности процесса разделения. Несмотря на возможность такого деления, ограничения взаимосвязаны между собой. Например, максимальная разделительная способность может быть обеспечена в результате отыскания оптимального технологического режима работы, а также подбором высокоэффективного аппарата. [c.80]

Расчет и, в большей степени, проектирование массообменных установок связан с выполнением ряда ограничений еше на стадии смысловой постановки задачи. Характер ограничений определяется многими факторами и, в первую очередь, требованиями к качеству продуктов разделения, особенностями физикохимических свойств компонентов смеси (термолабильность, близость температур кипения компонентов и т. д.), а также требованиями обеспечения устойчивых условий эксплуатации, наличием доступных теплоносителей и хладагентов для охлаждения продуктов и создания парового потока при ректификации. В зависимости от постановки задачи расчета могут накладываться Офаничения на аппаратурную организацию процесса. Таким образом, расчет установки является задачей оптимизации с офаничениями, причем часть из них связана с требованиями к качеству продуктов и обеспечению максимальной разделительной способности, а другая - с обеспечением экономичности эксплуатации процесса. Однако все эти офаничения тесно взаимосвязаны. Например, максимальная разделительная способность может быть обеспечена как в результате поиска оптимального технологического режима работы, так и подбором высокоэффективной аппаратуры. [c.246]

До сих пор рассматривалась задача оптимизации параметров процессов, технологической схемы адсорбционной установки при детерминированном задании показателей и характеристик внешних и внутренних учитываемых факторов. Между тем задачу комплексной оптимизации в общем виде необходимо рассматривать при недетерминированном задании исходной информации, что существенно усложняет постановку задачи и ее решение. Сочетание ряда особенностей и свойств стадий процесса оптимизации со свойствами и принятыми формами учета исходной информации определяет достаточно широкий диапазон возможных постановок задачи оптимизации адсорбционных [c.17]

В более общей постановке задача определения оптимальных значений технологических и конструктивных параметров включает рассмотрение переменной величины производительности агрегата по целевому продукту. [c.162]

При такой постановке задачи-,удобно разделить все многообразие независимых переменных на три класса конструктивные переменные технологические переменные дискретные переменные (логические). [c.291]

Особенность знаний, используемых при синтезе ХТС, заключается в том, что это всегда как декларативные, так и процедурные знания (см. разд. 1.2). Декларативные знания отражают неформализованную часть постановки задачи синтеза ХТС, тогда как процедурные знания представляют собой алгоритмы расчета параметров состояния и свойств технологических потоков, параметров основных ЕО генерируемой технологической схемы ХТС. Таким образом, ЭС синтеза неоднородных ХТС по способам представления знаний всегда должны быть гибридными (ГЭС), или интегрированными. [c.248]

Анализ себестоимости показывает, что часть составляющих затрат вносит незначительный вклад в ее величину, часть затрат постоянна (не меняется в процессе оптимизации при изменении управляющих воздействий), поэтому при оптимальном управлении химическим производством в качестве обобщенного показателя эффективности производственных процессов рекомендуется [222—224 ] применять не себестоимость продукции в целом, а только меняющуюся ее часть — технологическую составляющую себестоимости (ТСС). При этом в каждом конкретном случае необходимо проводить тщательный анализ себестоимости с целью правильной оценки ТСС. Статьи затрат, которые входят в ТСС должны прямо или косвенно выражаться через изменяемые технологические параметры. Расчет ТСС позволяет определить вклад подсистемы и отдельных параметров в общепроизводственные затраты и выявить структуру подсистем, для которых экономически целесообразна постановка задачи оптимального управления. [c.386]

Пусть химико-технологическая система состоит из N блоков. Для простоты записи будем исходить из предположения, что каждый блок имеет один входной и один выходной поток размерности т. В отличие от формы математической модели, принятой нами при постановке задачи оптимизации ХТС [см. выражение (I, 1)], запишем математическую модель к-то блока в более общем виде [c.25]

Усложнение задач моделирования приводит к существенному увеличению их размерности. Так, в монографии [14, с. 239] утверждается, что в ближайшем будущем постановка задач исследования реальных химико-технологических схем может потребовать моделирования систем с несколькими тысячами переменных. [c.167]

Задача синтеза ТС ставится следующим образом [117], [126], [135]—[137] найти структуру внутренней системы, в случае необходимости поставить холодильники на горячих потоках и нагреватели на холодных, определить такие значения всех поисковых технологических переменных, при которых температуры горячих и холодных потоков до и после ТС принимают значения (VI, 55), (VI, 56), а критерий (VI, 60) — минимальное значение. Из постановки задачи виден ее компромиссный характер по отношению к капитальным и эксплуатационным затратам. Так, добиться понижения температур горячих потоков и повышения температур холодных потоков можно, поставив на каждом горячем потоке холодильник, а на каждом холодном — нагреватель. Этому варианту схемы соответствуют максимальные эксплуатационные расходы. Другой вариант схемы соответствует максимальной рекуперации тепла, при которой эксплуатационные расходы будут минимальными. Оптимальная же структура ТС будет соответствовать некоторому компромиссному варианту. [c.215]

Различают несколько типовых проектных процедур, которые могут быть отнесены как к отдельным этапам, так и ко всей задаче проектирования [109]. В соответствии с первым (рис. 7.41, а) пользователь, исходя из цели проектирования и приобретенного опыта, производит технологическую постановку задачи и принимает соответствующие допущения. Затем на базе имеющегося прикладного математического обеспечения осуществляет решение поставленной задачи и проводит анализ полученных результатов. Если результаты анализа не удовлетворяют технологическим требованиям, то допущения пересматриваются и процесс повторяется. Такой тип проектной процедуры называется основным. При проектировании декомпозированной технологической схемы основная проектная процедура повторяется для каждого элемента или этапа. Если конечная цель проектирования дости- [c.425]

Постановка задачи определения оптимального варианта технологической схемы теплообмена с помощью декомпозиционно-эв-ристического метода синтеза однородных систем имеет следующий вид [11]. Имеется М горячих технологических потоков 5м- (i= = 1,2,..., М) н /V холодных технологических потоков Sn-j (/ = = 1, 2,..., N), которые должны быть нагреты в теплообменниках заданного типа за счет рекуперации тепла горячих потоков. Каждый технологический поток характеризуется массовым расходом W, начальной tn и конечной t температурами и теплоемкостью с. Для решения задачи — разработки оптигмальной технологической схемы теплообмена — необходимо при заданных типах элементов схемы определить такую структуру технологических связей мел<ду элементами системы и выбрать параметры элементов, которые обеспечат получение и выполнение требуемой технологической операции теплообмена и будут соответствовать минимуму приведенных заират. [c.320]

В соответствии с постановкой задачи проеетиро ния лли синтеза тепловых систем (см. 1 главы VI) К, X vi. У являются заданными величинами при разработке оптимальной технологической схемы системы. Поэтому для решения ИПЗ необходимо определить С и Д, при которых П(0, Д )=1 П(е, Д). Но учиты- [c.258]

Рассмотренная классификация пакетов прикладных программ не является абсолютной, поскольку отдельные пакеты могут обладать характеристиками как тех, так и других. В практике моделирования химико-технологических производств получили рас-простра непие пакеты программ, ориентированные на решение широкого класса задач, своего рода универсальные моделирующие системы. Характерной чертой их является незамкнутость, т. е. возможность расширения при решении конкретной задачи путем введения модулей недостающих элементов и определения последовательности расчета на базовом языке программирования пакета или некоторой его надстройке. Обычно пользователь активно участвует в процессе решения, изменяя последовательность вычислений или задавая другой набор модулей. По организации функционирования такие пакеты приближаются к методо-ориентированным, однако по составу математического обеспечения — к пакетам, ориентированным на проблему. Несмотря на широкие возможности в постановке задач, необходимость программирования сужает круг возможных их пользователей. [c.284]

Постановка задачи исследования. Рассматриваемый технологический процесс предшествует стадии получения гидроперекиси изопропилбензола, используемой для производства фенола и ацетона. Задача состоит в разделении семикомпонентпой смеси, состав которой приведен в табл. 8.8, на чистые компоненты с концентрацией 99%. Существуюп] ая технологическая схема приведена на рис. 8.19 [54]. [c.501]

Основная операщи проектирования новых и анализа действующих химико-технологических систем - это расчёт материально-тепловых балансов в условиях установившегося технологического режима. При проектировании химико-технологических систем (ХТС) значения материально-тепловых нафузок и производительностей элементов ХТС представляют собой исходную информацию для расчёта значений технологических к констр) кцио1ШЫХ параметров элементов ХТС, а также для расчёта значений удельных расходных норм или расходных коэффициентов сырья и топливно-энергетических ресурсов. Первым этапом такого расчёта является постановка задачи и составление системы уравнений материально-тепловых балансов. [c.185]

Модули единиц оборудования предназначены для расчета отдельных частей технологической схемы или процессов. Для расчета одного и того же процесса возможно применение нескольких модулей, отличающихся точностью и постановкой задачи. Оформлены они в виде подпрограмм со списком формальных аргумен- [c.74]

Общую постановку задачи идентификации поясняет рис. 5.1. Химико-технологический процесс характеризуется и-мерным вектором состояний х=(хг, Х2,. . ., г-мерпым вектором управлений и=(ц1, 1 2,. . ., иУ, т-мерным вектором наблюдений У=( и Уг, -1 Уя) (по числу измерительных приборов), причем на показания измерительных приборов накладывается как собственный приборный шум V ( ), так и шум объекта w ( )- Математическое описание процесса представляется в канонической или нормальной форме уравнений состояния [c.281]

Для оптимизации достаточно большой группы параметров, которые характеризуют количество элементов оборудования и связей, имеюших сходное назначение в технологической схеме установки, разработан метод, основанный на обеспечении неизменности структурных условий- задачи в процессе оптимизации [62, 63]. Здесь использована возможность представления структуры схемы и компоновочных взаимосвязей между ее элементами характерными граничными значениями непрерывно изменяющихся параметров. Используется максимально сложная исходная схема установки, а промежуточные варианты схемы в процессе ее оптимизации образуются как ее части. Достижение некоторыми непрерывно изменяющимися параметрами своих граничных (нулевых) значений означает частичное вырождение максимально сложной схемы в промежуточную, а затем и в оптимальную схему установки. Благодаря эквивалентированию изменений дискретных параметров максимально сложной схемы изменениями непрерывно изменяющихся параметров для оптимизации вида схемы может быть использован один из эффективных алгоритмов нелинейного программирования. При такой постановке задачи возможна одновременная оптимизация (без подразделения на этапы) непрерывно изменяющихся параметров и группы дискретно изменяющихся параметров. [c.150]

Следует отметить, что за критерий оптимальности при выполнении оптимизации технологических параметров работы ректификационной колонны К-201 промьппленной установки Г-43-107 могут быть приняты различные величины (максимальный выход продуктов, эксплуатационные показатели качества продуктов, себестоимость продуктов и т.д.) в зависимости от постановки задачи оптимизащш. [c.87]

Компоновка оборудования химико-технологических систем (ХТС) как одна из сложнейших НФЗ конструкционного проектирования ХП включает задачи размещения (компоновки) оборудования и трассировки трубопроводов. Постановка задачи оптимальной компоновки оборудования ХП формулируется следующим образом при заданных технологической схеме ХТС выпуска требуемой продукции, типоконструкциях и геометрических размерах единиц оборудования (ЕО) определить оптимальный вариант размещения ЕО и конфигурации трасс трубопроводов, для которого приведенные затраты ХТС были бы минимальны при обязательном выполнении ряда ограничений на значения параметров режимов функционирования ХТП, на условия эксплуатации ХТС, а также на размещение оборудования и координаты прокладки трасс трубопроводов. Эти Офаничения включают пять групп условий Т1 — обеспечение гидродинамических режимов движения технологических потоков в трубопроводах и аппаратах ХТС Т2 — соблюдение параметров оптимального технологического режима функционирования ХТС в целом и отдельных ХТП ТЗ — возможность технического обслуживания оборудования и трубопроводов — соблюдение конструкционных ограничений на размещение ЕО и прокладку трасс трубопроводов Т5 — выполнение требований безопасного и надежного функционирования ХТП [21]. Условия Т1—Т5 формулируются в виде совокупности ЭП, использование каждого из которых позволяет получить одно из рациональных решений задачи компоновки, не гарантируя, однако, нахождения оптимального решения. [c.39]

Трассировка трубопроводов (ТП) —одна из неформализованных задач конструкционного проектирования. Это неформализованная эвристическо-вычислительная задача, решаемая в объеме пространства объекта, которое отображается в виде ОГКГ (см. разд. 13.1). Содержательная постановка задачи оптимальной трассировки ТП формулируется следующим образом Задано технологическая схема ХП и вариант рационального размещения отдельных ЕО. Необходилю определить конфи1 урацию трассы каждого ТП с указанием координат его прокладки, для которой приведенные затраты на создание и эксплуатацию системы ТП были бы минимальны при вьшолнении четырех групп технологических, физико-хими-ческих и инженерных ограничений (Т1—Т4) (см. разд. 1.4). [c.333]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология