Методы и алгоритмы синтеза

Основная сложность синтеза технологических схем разделения нефтяных смесей на несколько фракций перегонкой и ректификацией заключается в существовании большого числа возможных вариантов схем и сочетания различных процессов и аппаратов. Если в качестве основного метода разделения принять только процесс обычной ректификации, что и используется в большинстве известных алгоритмов синтеза схем разделения, то число однородных или так называемых гомогенных схем может быть определено как [c.100]

В следующих параграфах более подробно будут рассмотрены отдельные алгоритмы синтеза указанных выше методов. [c.102]

В работе [46] рассмотрен метод и алгоритм синтеза технологических схем разделения азеотропных (обычных) смесей с произвольным числом продуктов и процессов разделения. Синтез проводят в два этапа. На первом этапе формируют возможные продуктовые группы (совокупность продуктов, которая может быть выделена совместно на некоторой промежуточной стадии разделения). Формирование проводят исключением тех разделительных процессов, которые не обеспечивают получения заданного ряда продуктов, а также заведомо неэкономичных процессов. Для отбраковки неэкономичных вариантов разделения используют эвристические правила. На втором этапе осуществляют непосредственный синтез оптимальной схемы методом динамического программирования с использованием ранее найденных вариантов продуктовых групп и разделительных процессов. [c.144]

Таким образом, основное отличие методов и алгоритмов синтеза технологических схем разнородных разделительных установок заключается в первом этапе синтеза, необходимость использования которого вызвана изменением фазового равновесия компонентов смеси в отсутствие или в присутствии различных разделительных агентов. [c.144]

МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ СИНТЕЗА [c.241]

Для решения указанных задач, возникающих при разработке алгоритмов синтеза ХТС на основе теории элементарной декомпозиции и декомпозиционного принципа, необходимо широко использовать методы теории графов, методы эвристического программирования, специальные методы решения экстремальных комбинаторных задач (например, метод ветвей и границ), методы адаптации, обучения и самообучения, методы целочисленного линейного программирования, методы статического моделирования и другие современные математические методы общей теории систем. [c.156]

Проблема синтеза теплообменной системы состоит в определении поверхности теплообмена и поиске такого способа соединения теплообменников, при котором попарное взаимодействие потоков (теплоносителей и хладоагентов) обеспечивает оптимальное значение критерия функционирования всей системы (обычно экономического). Однородность элементов системы, легкость формулирования и относительная простота задачи привлекают внимание многих исследователей к разработке алгоритмов автоматизированного синтеза технологических схем теплообмена. Однако, несмотря на кажущуюся простоту, комбинаторная природа задачи приводит к значительным трудностям вычислительного характера. Поэтому все известные методы синтеза (а их известно уже большое количество) отличаются главным образом способами снижения размерности задачи. Примечательно, что большинство алгоритмов синтеза технологических схем своим появлением обязано теплообменным системам. [c.452]

Известные алгоритмы синтеза теплообменных систем отличаются большим разнообразием. Итак, все перечисленные подходы к синтезу технологических схем реализованы применительно к теплообменным системам. Имея, по существу, одинаковыми исходные данные на проектирование и конечную цель, алгоритмы синтеза различаются способами формирования структуры системы и ее модификации. В соответствии с этим все алгоритмы можно разделить на две группы — с последовательной и одновременной генерацией топологии системы, т. е. при отсутствии или наличии исходной топологии [1]. Хотя такая классификация и не является абсолютной (многие методы обладают признаками обоих подходов), все же она дает возможность делать некоторые обобщения. [c.457]

Итак, алгоритмы синтеза систем теплообмена, ставящие целью обеспечить минимум внешнего потребления энергии (энергетически замкнутые системы) при минимальном (или близком к минимально возможному) числе теплообменников, имеют большое практическое значение при решении задач оптимального проектирования. Однако при повышении степени взаимосвязей в теплообменной системе будут ухудшаться такие характеристики, как надежность и управляемость, которым должно быть уделено внимание при синтезе не в последнюю очередь. Дальнейшее развитие методов синтеза теплообменных систем, очевидно, должно быть связано с интеграцией источников и стоков энергии различного рода в пределах химического производства. Задача синтеза в такой постановке существенно усложняется, но и результаты ее решения имеют большое значение в теоретическом и практическом аспектах. [c.460]

Эволюционно-эвристический метод синтеза. Алгоритм синтеза заключается в генерации исходного варианта схемы с помощью эвристик и последующей модификации этой схемы в целом, а также применения эволюционной стратегии [38]. В отличие от ранее рассмотренного эвристического метода стратегия поиска исходного варианта схемы несколько отличается используемыми эвристиками и последовательностью их применения. Алгоритм состоит из следующих этапов (для эвристик, которые были использованы в предыдущих алгоритмах, указаны только номера). [c.480]

В предыдущей главе сформулированы основы топологического метода представления ФХС, которые в дальнейшем будут служить основным средством при формировании алгоритма синтеза математического описания ФХС. Рассмотрим сначала примеры построения связных диаграмм сравнительно простых ФХС. При этом на связях диаграмм для упрощения изложения не всегда будет показано распределение операционной причинности (эта процедура поддается специальной формализации и будет обсуждаться в общем алгоритме). [c.104]

Кроме того, стремление упростить модель стимулируется возможностью использования аналитических методов при синтезе алгоритмов управления. Как известно, аналитические методы теории оптимального управления наиболее полно разработаны для систем, линейных относительно ненаблюдаемых переменных состояния. [c.85]

Анализ существующих методов и алгоритмов синтеза оптимальных ТС выявил следующие их недостатки [c.8]

Таким образом, методы и алгоритмы синтеза оптимальных ХТС требуют дальнейшего развития и доработки. Наиболее перспективным является сочетание эффективных сторон различных методов и алгоритмов. [c.110]

Паро-жидкостное равновесие. Достаточно точное описание условий паро-жидкостного равновесия является важнейшим условием реализации математического моделирования колонн ректификации многокомпонентных смесей. Более того, анализ этих условий часто позволяет еще до моделирования ректификационной установки в целом решить вопрос о возможности получения смесей требуемого состава, выбрать метод разделения (обычная, азеотропная, экстрактивная ректификация) и даже-наметить возможный круг схем разделения исходной смеси на продукты заданного качества. Выше уже отмечалось, что одной, из основных подсистем общего алгоритма синтеза схем разделения многокомпонентных смесей является подсистема анализа их физико-химических свойств, к которым относятся и зависимости, описывающие паро-жидкостное равновесие. [c.40]

Для синтеза и анализа оптимальных схем разделения требуется разработка специальных методов и алгоритмов моделирования химико-технологических систем на ЭВМ, а также осмысливание и обобщение опыта применения процессов перегонки и ректификации, рассмотрение результатов синтеза и анализа типовых процессов разделения. [c.6]

В настоящей главе изложены методические основы экономического расчета промышленного теплообменного оборудования. Приведен список критериев оптимальности. Систематизированы, формализованы и обобщены методы расчета капитальных вложений и эксплуатационных расходов с дифференциацией по видам оптимизирующих расчетов. Предложенные методы и структуры экономических расчетов использованы в различных алгоритмах оптимизации теплообменников и прошли промышленную апробацию. Эти методы и структуры являются основой синтеза универсальных алгоритмов экономического расчета теплообменной аппаратуры. [c.263]

В книге рассмотрены общие принципы построения и аппаратурной реализации автоматизированных систем проектирования объектов химической промышленности. Предложена общая стратегия применения метода математического моделирования для решения задач проектирования и эксплуатации химических производств, приведены математи,-ческие модели типовых процессов химической технологии как основъ автоматизированного проектирования подробно изложены принципы, методы и алгоритмы синтеза оптимальных технологических схем химических производств, приведены примеры проектирования крупнотон нажных агрегатов с использованием ЭВМ. [c.4]

Рис. У1-3. Блок-схема алгоритма синтеза оптимальной тепловой системы графо-авалитиче. -ским методом.

Большое число алгоритмов синтеза построено с использованием метода ветвей и границ [5, 20—22]. Основная идея алгоритмов состоит в последовательной генерации дерева вариантов, включающего все возможные системы теплообмена. Наряду с процедурой снижения размерности задачи в работе [20] предложен удачный способ формализации изображения систем теплообмена в виде матрицы связей потоков. На рис. 8.5 приведены система из двух холодных (0г) и трех горячих потоков (Я ) п соответствующая ей матрица связей, в клетках которой помещены номера теплообменников. Подобное представление (как и сам метод поиска) справедливо для систем без рециклических потоков. [c.458]

Методы анализа, синтеза, расчета и оптимизации ХТС, реали-( зованные в виде алгоритмов и программ, применяются в системах [c.3]

Обозначим значения функции F а, и) в точке минимума для аадач 1, 2, 3 соответственно через q, %q. Теперь на основе решения задач 1—3 можно построить алгоритм синтеза схем. Поскольку в задачах 2 и 3 все переменные непрерывны, для их решения могут быть использованы хорошо разработанные методы оптимизации схем [12]. Поэтому задача 1 может решаться на базе решения задач 2 и 3. [c.250]

Для проектирования оптимальных ТС, которые являются важной функциональной подсистемой крупнотоннажных ХТС переработки нефти и нефтепродуктов, в последние 10 лет разработаны принципы и методы автоматизированного синтеза [7-18]. Однако разработанные на основе применения этих методов оптимальные ТС имеют недостаточно высокие показатели надежности и, несмотря на относительно высокую степень рекуперации тепла, не позволяют достаточно эффективно использовать вторичные энеproресурсы технологических потоков. Разработанные до настоящего времени методы и алгоритмы синтеза оптимальных ТС,при реализации операций генерации фрагментов схем ТС недостаточно широко используют разнообразные технологические и термодинамические способы повышения эффективности процессов теплообмена. Поэтому полученные с применением этих методов оптимальные ТС допускают значительные эксергетические потери. Кроме тою, не все разработанные методы синтеза ТС поз-т-.ляют использовать в синтезированных схемах унифицированные [c.7]

Методы и алгоритмы синтеза оптимальных тешюобменных систем [c.11]

Из анализа рассмотрен шх методов синтеза ТС вытекает необходимость создания эффективных алгоритмов синтеза оптимальных ресурсосберегаицих ТС для автоматизированного проектировашм теплообменных систем установок перерайотки нефти и нефтепродуктов, [c.26]

В области гетерогенных равновесий диаграммы систем жидкость-пар и жидкость - твердое тело характеризуются наличием особых точек различной компонентности, что налагает определенные ограничения на процессы ректификации и кристаллизации. Синтез сложных технологических схем, как однородных, так и неоднородных, позволяет выявить оптимальные схемы. Все перечисленные объекты исследования нелинейны, зачастую имеют прямые и обратные связи, и их моделирование впрямую исключает возможность обобщения полученных результатов. Привлечение различных топологических приемов и методов, основанных на топологических инвариантах, позволяет создать общую качественную теорию в области колебательных химических реакций, где в параметрическом пространстве наряду со стационарными точками наблюдают, устойчивые, неустойчивые, а также устойчиво-неустойчивые предельные циклы. В области гетерогенных равновесий появляется возможность создать общую теорию распределения стационарных точек и сепаратрических многообразий, ограничивающих развитие процессов ректификации и кристаллизации и разработать алгоритмы синтеза оптимальных схем разделения. [c.57]

Оценки коэффициентов а и 01 получают методом наименьших квадратов с учетом неравноточности наблюдений по всем усредненным результатам анализа всех проб при их различных разбавлениях, с различными добавками. Оптимизация степени разбавления и величин добавок может быть проведена по алгоритму синтеза точных оптимальных планов эксперимента. Для микро-ЭВМ Электроника ДЗ-28 составлена программа обработки результатов наблюдений, удобная при исследованиях методики способом разбавление—добавление. [c.21]

В этом параграфе приводится постановка и решепие задачи синтеза дискретных распределенных систедх управления, содержащих конечное число точек контроля и управляющих воздехгствий. С точки зрения реализации распределенного контро.ля и расп])е-деленного управления в ректификационных установках такая постановка задачи наиболее оправдана. В самом деле, контроль в ректификационных колоннах производится па тарелках, а внешнее воздействие (подача сырья, подвод тепла и т. п.) осуществляется в ряде точек по длине колонны. Задача дискретного контроля может быть решена методами теории дискретного оптимального управления [23]. Для рэгаения некоторых задач удается получить необходимые и достаточные условия оптимальности и строить сходящиеся алгоритмы синтеза систем управления [48]. [c.141]

Большой объем исследований в настоящее время связан с разработкой так называемых методов экспертного синтеза в рамках имитационных моделей. В этом случае в процессе проведения имитационного эксперимента управления вырабатываются алгоритмически, но не путем решения оптимизационных или игровых задач, а с помощью экспертного синтеза, т. е. путем разработки алгоритмов, дающих возможность вычислить в каждый момент времени разумные управления по значениям величин, характеризующих состояние процесса в этот момент (либо на некотором интервале времени, предшествующем этому моменту). Такие алгоритмы возникают в результате опросов экспертов, а также после обработки результатов наблюдений за действиями реальных управляющих органов и просто из соображений здравого смысла. [c.7]

Вершиной инженерной деятельности является проектирование в смысле создания принципиально новых технологических решений. Проектирование включает в себя три основных этапа синтез, анализ и оценку. Для успешного решения этих задач применительно к процессам ректификации нефтяны ( смесей необходимы надежные методы и алгоритмы расчета. [c.8]

I, Ь Ь — число выбранных в подмножество методов распознавания) формирует индивидуальное решение (г = 1, Ь). Тогда коллективное решение формируется как функция индивидуальных решений Л = Ф ( г, , г = 1, Ь). Следует учитывать, что в Н = Ф ( ) каждое индивидуальное решение может входить с определенным весом. Вес определяется как методом, так и видом распознаваемой ситуации. Сформированное подмножество методов будет содержать как эффективные, так и неэффективные методы. Поэтому необходимо в системе распознавания предусмотреть процедуру оптимизации коллектива — алгоритмы селекции. Для решения этой задачи предлагается применение неформальных приемов — эвристик, в качестве которых могут выступать метод, прием, правило или стратегия [44]. Проведенные сравнительные оценки метода коллективного голосования с известными методами (минимума расстояния до средних, потенциальных функций, Байеса и т. п.) показали его преимущества [45]. Следовательно, одним из путей иовышення эф( ективности применения методов теории распознавания, является реализация системного принципа синтеза решающих правил (принятие решений) на основе метода коллективного распознавания. [c.81]

Согласно классификатору (см. рис. 17) задачи расчета теплопередачи в сечении подразделяются на задачи расчета коэффициента теплопередачи (ТПОП) и задачи расчета температур стенки (ТП021). Здесь рассмотрены задачи расчета теплопередачи в сечении всех распространенных видов теплопередающей поверхности в однородных либо многослойных ребристых (развитых) и гладких (неоребренных) поверхностях любой формы. Описаны новые, наиболее точные методы и структуры расчета. Предложена универсальная структура расчета теплопередачи в сечении, пригодная для всех 36 возможных видов поверхности любой формы, т. е. с предельно широкой областью приложения. Таким образом, заложена надежная методическая и структурная основа синтеза универсальных алгоритмов расчета теплопередачи в сечении. В рассмотренном объеме задача решена впервые. [c.68]