Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Основы моделирования химико-технологических процессов

    Предлагаемая читателю монография представляет восьмую книгу в единой серии работ авторов под общим названием Системный анализ процессов химической технологии , выпускаемых издательством Наука с 1976 г. Семь предыдущих монографий 1. Основы стратегии, 1976 г. 2. Топологический принцип формализации, 1979 г. 3. Статистические методы идентификации объектов химической технологии, 1982 г. 4. Процессы массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы, 1983 г. 5. Процессы измельчения и смешения сыпучих материалов, 1985 г. 6. Применение метода нечетких множеств, 1986 г. 7. Энтропийный и вариационный методы неравновесной термодинамики в задачах анализа химических и биохимических систем, 1987 г.) посвящены отдельным вопросам теории системного анализа химико-технологических процессов и его практического применения для решения конкретных задач моделирования, расчета, проектирования и оптимизации технологических процессов, протекающих в гетерогенных средах в условиях сложной неоднородной гидродинамической обстановки. [c.3]


    За последние годы литература по научным основам химической технологии значительно обогатилась, особенно в части теории химических реакторов, математических методов моделирования и оптимизации химико-технологических процессов. При этом широко используется метод теоретических обобщений, так хорошо себя оправдавший в общеинженерном курсе процессов и аппаратов химической технологии. [c.5]

    Одной из основных задач химической технологии является создание новых высокозффективных процессов и совершенствование уже действующих. Ее решение возможно только с помощью разработки и использования систем автоматизированного проектирования и оптимизации химико-технологических процессов. Системы автоматизированного проектирования уже внедряются в проектных и научно-исследовательских институтах, в конструкторских бюро. Их развитие обусловлено широким внедрением средств вычислительной техники и прикладного математического обеспечения. В основе таких систем лежит бурно развивающийся метод математического моделирования - изучение свойств объекта на математической модели. [c.4]

    МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА ОСНОВЕ РЕШЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ И СИСТЕМ [c.143]

    ОСНОВЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С ПОМОЩЬЮ РЕШЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ [c.193]

    Математические модели процессов массопередачи. Определение наиболее выгодного режима работы пенного аппарата и выбора на его основе оптимального управления является не, только задачей технологии, но и экономической задачей, решение которой возможно только на основе математического описания. Существующие в настоящее время методы моделирования химико-технологических процессов можно разделить на две группы. [c.223]

    Эмпирическое моделирование, при котором производство создается на основе лабораторных экспериментальных данных с последующей доработкой химико-технологического процесса в укрупненных лабораторных и, наконец, заводских условиях. При эмпирическом моделировании моделями являются, последовательно, лабораторная, пилотная установка, опытное производство, полузаводское производство. [c.140]

    H.П. Основы биотехнологии и другие. В них рассматриваются такие важнейшие проблемы химической технологии как теория химических реакторов, моделирование химико-технологических процессов, кинетические закономерности процессов и пути их интенсификации и т.п. С целью обобщения и координации исследований в области химической технологии создан Научный совет по теоретическим основам химической технологии, а в 1966 году начато издание журнала Теоретические основы химической технологии . [c.41]


    Применяются различные приемы моделирования химико-технологических процессов и реакционных аппаратов, их можно ориентировочно разделить на три метода 1) физическое моделирование 2) математическое моделирование 3) моделирование методом масштабного перехода на основе частных соотношений. [c.30]

    В книге в элементарной форме изложены основы теории подобия гидромеханических, тепловых, диффузионных и химических процессов и приведены примеры приложения этой теории, а также приложения метода анализа размерностей при изучении соответствующих процессов в химической и нефтехимической технологии. Рассмотрено применение теории при моделировании химико-технологических процессов. Практическое приложение теории показано на числовых примерах. [c.2]

    Одномерная диффузионная модель во многих случаях достаточно полно отражает физическую сущность массопередачи в колонных аппаратах. По-видимому, использование однопараметрической модели обеспечивает для большинства практических задач разумное сочетание ясности физической картины, возможности сравнительно несложного определения параметров модели и доступности математического решения. Как показано в гл. 6, метод расчета массопередачи с химической реакцией в жидкой фазе, основанный на использовании системы уравнений (5.6) и (5.7) с коэффициентом ускорения массопередачи, определяемым уравнением (2.58), обеспечивает надежность решения практических вопросов хемосорбции и может быть положен в основу математического моделирования химико-технологических процессов. [c.159]

    После Великой Отечественной войны исследования по теоретическим основам химической технологии получили широкое распространение не только в высших учебных заведениях, но и во многих отраслевых научно-исследовательских институтах, а также в институтах Академии наук СССР и академий союзных республик. В Институте катализа СО АН СССР широко развернуты работы по теории химических реакторов и математическому моделированию химико-технологических процессов. [c.65]

    Физическое моделирование предполагает изучение химико-технологического процесса непосредственно при его воспроизведении в разных масштабах и проведении анализа влияния физических параметров и линейных размеров. Эксперименты проводят на исследуемом объекте, а обработка опытных данных осуществляется составлением критериальных уравнений на основе общего метода подобия или анализа размерностей Для составления критериального уравнения методом анализа размерностей входящих в него величин достаточно представить определяемые характеристики процесса как функции определяющих параметров по типу функциональной связи [см. уравнение (1.24)] Степень влияния каждого параметра находится экспериментально и выражается показателями степени при критериях, в которые входит данный параметр. [c.30]

    При моделировании химико-технологических процессов вначале исследуется гидродинамическая часть общего функционального оператора — основа будущей модели. Эта часть оператора отражает поведение так называемого холодного объекта, т. е. объекта без учета физико-химических превращений, но с учетом реальных нагрузок на аппарат по фазам. Важно подчеркнуть, что соответствующий элементарный функциональный оператор здесь, как правило, линеен и представляет собой либо линейные дифференциальные уравнения, либо линейные интегральные преобразования с ядром в виде функции распределения элементов потока по времени пребывания в аппарате. [c.38]

    Выше показано, что математические описания химико-технологических процессов представляют собой системы алгебраических или дифференциальных уравнений. Здесь приведем описание некоторых численных методов, позволяющих выполнять расчеты таких систем. Далее рассмотрим существенные для математического моделирования методы исследования таких систем определение чувствительности решения к величинам параметров и, если число возможных решений больше одного, — определение устойчивого решения и па его основе — устойчивого режима работы химико-технологического процесса. [c.141]

    Изложены основы нового системного подхода к анализу, расчету и моделированию нроцессов химической, нефтехимической и микробиологической промышленности. Введено обобщающее понятие физико-химической системы, определена стратегия анализа и синтеза таких систем и сформулированы принципы построения математического описания отдельного химико-технологического процесса как сложной кибернетической системы. Приведены многочисленные примеры. [c.2]

    Кинетическая модель, построенная на базе изучения механизма процесса и фундаментальных знаний о скоростях химических превращений, при последующих этапах моделирования является основой для нахождения границ кинетических областей, критических условий перехода, определения теоретических оптимальных режимов и устойчивости работы реакторов и т, д. В связи с этим при описании дальнейщих этапов моделирования использованы кинетические закономерности, выведенные на основе анализа механизма каждого химико-технологического процесса. [c.472]


    Основа метода математического моделирования — идея иерархического, многоуровневого подхода к. построению математической модели реактора, заключающегося в расчленении сложного химико-технологического процесса на химические и физические составляющие, раздельном их изучении и последующем синтезе общей математической модели из моделей отдельных частей сложного процесса. Общая математическая модель процесса, представляющая собой сложную систему нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных, требует для решения разработки специальных методов качественного и численного анализа, как правило, широкого применения современных ЭВМ. [c.3]

    Настоящая глава посвящена проблеме моделирования конденсаторов химико-технологических процессов и разработке математической модели аппарата на основе типовых структур гидродинамической и термодиффузионной обстановки в аппарате [32]. [c.27]

    Заново написаны разделы по цифровым вычислительным машинам и автоматическому управлению химико-технологическими системами, а также главы по математическому моделированию типовых процессов химической технологии и основам синтеза и анализа химикотехнологических систем и системному анализу. Введен раздел по составлению математических моделей экспериментально-статистическими методами и статистической оптимизации. Дополнены разделы по этапам математического моделирования, оптимизации (введено геометрическое программирование) и исследованию микро- и макро-кинетики. Приведен расчет каскада реакторов при наличии микро-и макроуровней смешения и др. [c.8]

    Методологической основой изучения материала курса Общая химическая технология являются основные научные методы исследования химико-технологических процессов — математическое моделирование и системный анализ, базирующиеся на закономерностях протекающих химических и фазовых превращений, явлений переноса теплоты и вещества, равновесия, сохранения энергии и массы в сложных реагирующих системах, что делает представленный материал не просто изложением сведений о процессах и явлениях химической технологии, а их исследованием и разработкой. [c.3]

    Ввиду всего этого изучение химико-технологических процессов и переход от модели к натуре в настоящее время производят методом математического моделирования. В основе его лежит тот факт, что происходящие в аппаратах процессы можно описать математическими зависимостями. Если входящим в них переменным придавать различные значения и в каждом случае найти соответствующее решение, то это будет аналогично наблюдению конечного результата в физической модели в различных вариантах. Таким образом, метод непосредственного наблюдения заменяется математическим варьированием, откуда и название метода математическое моделирование. В огромном большинстве случаев в основе его лежат наши представления о сущности изучаемого процесса, основанные на опыте или интуиции. Математическое моделирование решает вопрос о количественных связях между параметрами в процессе на основании наших сведений или соображений об их качественной стороне. Это сближает оба метода моделирования физическое и математическое. [c.199]

    В учебнике рассмотрены основные закономерности химической технологии в свете новейших представлений о роли и значении химической промышленности в современном обществе. Наряду с онисанием традиционных разделов (сырье и вода химической промышленности, основы химико-технологических процессов каталитические процессы и реакторы, принцип работы и моделирования химических реакторов) в книге впервые рассмотрены важнейшие экологические и энергетические проблемы химической технологии. Второе издание вышло в 1975 г. [c.2]

    Считается, что методы моделирования химико-технологнче-ских процессов прошли три основных этапа эмпирическое моделирование, моделирование на основе теории подобия и математическое моделирование [197]. Согласно [197] первый этап — эмпирическое моделирование — начался в конце XIX — начале XX века и длился вплоть до 50—60-х годов. Второй этап — моделирование на основе теории подобия — получил распространение в 40—60-е годы. Третий этап — метод математического моделирования является в настоящее время доминирующим. Однако, сложность, многофакторность химико-технологических процессов вообще, а процессов получения полимеров в особенности, практически исключает возможность его применения для составления полного математического описания. Даже в производстве таких крупнотоннажных полимеров, как полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол,. математические модели сегодня разработаны лишь для отдельных стадий синтеза и не охватывают всего технологического процесса. Для других, менее проработанных технологий получения полимеров математическое моделирование еще весьма робко делает свои первые шаги. [c.241]

    В предыдущих разделах данной главы были рассмотрены примеры использования результатов, полученных, в области теоретической гидромеханики псевдоожиженного слоя, при математическом моделировании типовых химико-технологических процессов. Как показывают эти примеры, к настоящему времени достигнут значительный прогресс в области математического описания химико-технологических процессов, осуществляемых в псевдоожиженном слое. Этот прогресс стал возможным в результате использования строгой теории процессов переноса в псевдоожиженном слое и позволил отразить в математических моделях ряд существенных особенностей гидромеханики псевдоожиженного слоя. Задача совершенствования существующих в настоящее время ма--тематических моделей типовых химико-технологических процессов в псевдоожиженном слое может быть решена лишь на основе дальнейшего развития теории процессов переноса в данной физической системе. [c.251]

    Во втором издании учебника расширены Основы химической технологии и уменьшено количество описываемых отдельных производств. Особенно усилена расчетная часть курса во всех главах приведены уравнения и графики, необходимые для расчета химико-технологических процессов и реакторов, включен раздел Проектирование и моделирование , даны последовательные элементы расчета аппаратов. [c.4]

    В предшествующих частях мы в основных чертах рассмотрели сущность метода моделирования и ряда его вариантов и физико-химические основы моделирования химических процессов — макрокинетику. Теперь рассмотрим подробнее способы построения математических моделей химико-технологических процессов и некоторые пути использования этих моделей. [c.118]

    К инженерно-химическим дисциплинам в настоящее время относятся Процессы и аппараты химической технологии , Основы химической технологии , Математическое моделирование и оптимизация химико-технологических процессов , Вычислительная математика в инженерных и экономических расчетах , Контрольноизмерительные приборы и автоматизация химических производств , Автоматизированные системы управления (АСУ) и др. [c.3]

    Понятие физико-химической системы и технологического оператора. Основу современного кибернетического подхода к решению проблем химической технологии составляет системный анализ, в соответствии с которым задачи исследования и расчета отдельных технологических процессов, моделирования и оптимизации сложных химико-технологических систем (ХТС), оптимального проектирования химико-технологических комплексов решаются в тесной связи друг с другом, объединены обш,ей стратегией и подчинены единой цели созданию высокоэффективного химического производства. [c.6]

    Второй способ упрощения, являющийся разновидностью первого, состоит в том, что число пространственных координат сокращается до одной. В качестве модели развития процессов переноса в направлении отброшенных координат принимаются эмпирические закономерности. Обычно это критериальные уравнения, позволяющие определить кинетические коэффициенты тепло- и массообмена и легко выразить объемные источники массы и энергии через параметры системы (2.2.1). Численные значения коэффициентов критериальных уравнений определяются на основе обработки экспериментальных данных или данных имитационного моделирования задач, полученных в приближениях пограничного слоя, с привлечением теории размерностей и подобия. Уравнение движения 3) в системе (2.2.1) исключается, а осевая скорость движения среды усредняется по сечению аппарата. Данный метод нашел широкое применение в инженерном подходе к моделированию теплообменных и массообменных аппаратов и представляется нам едва ли не единственным при построении полных математических моделей динамики объектов химической технологии. Его преимущества видятся не только в том, что при принятых посылках относительно просто достигается численная реализация математического описания, в котором учитываются причинно-следственные связи между звеньями и их элементами, но и в том, что открывается возможность формализации процедуры построения открытых математических моделей химико-технологических аппаратов. Эта процедура может быть выполнена в виде следующего обобщенного алгоритма. [c.36]

    В учебнике на основе новой программы освещаются общие вопросы н основные закономерности химической технологии, дается краткая история развития химической промышленности, рассматриваются основы математического моделирования химико-технологических процессов, процессы и аппараты в химических производствах, даются сведения о конструкционных материалах для химической аппаратуры, о контрольно-регулирующей аппаратуре, сырье и энергетике в химической промышлеииости, описывается производство неорганических веществ водорода, кислорода, азота, аммиака, азотной и серной кислот и других продуктов. Учебник предназначен для студентов университетов, им могут пользоваться студенты естественных факультетов педагогических институтов. [c.2]

    Описываемые в настоящем учебном пособии экспериментальностатистические методы позволяют получать математические модели таких процессов, строгое детерминированное описание которых вообще отсутствует. Основы математической статистики излагаются в книге применительно к задачам обработки экспериментов и,. моделирования химико-технологических процессов. Применяемый математический аппарат не выходит за рамки курса высшей математики втузов. [c.4]

    Важнейшим условием повышения эффективности химико-техно-логических процессов является широкое применение методов математического их моделирования и оптимизации на основе современных средств вычислительной техники. Сущность метода математического моделирования химико-технологического процесса заключается в описании наиболее существенных его сторон системой математических выражений (уравнений, неравенств и т. п.). Вместе с ограничениями, налагаемыми на пррцесс (например, достижение предельных нагрузок, температур и т. п.), эти стороны составляют математическое описание или знаковую модель процесса. Численное решение на вычислительной машине, полученной системы уравнений для множества вариантов исходных данных является основой исследования процесса и нахождения оптимальных условий его проведения. [c.107]

    С развитием сродств вычислительной техники стали широко применяться численные методы исследования промышленных объектов на основе математического моделирования химико-технологического процесса. С помощью специальных алгоритмов в ЭВМ вырабатывается пнфор.чация, которая описывает элементарные явления процесса с четом их связей и взаимных влияний. Эта информация используется для определения тех характеристик процесса, которые необходимо получить в результате моделирования. Так, при моделировании процесса ректификации важно знать статические и динамические характеристики для синтеза эффективных систем управления ректификационными колоннапп и оптимальный технологический режим в них. что опреде.ляется на основе анализа математической модели [7, 9, 13. 14, 45, 47, 50, 53]. [c.12]

    Основой построения автоматизированной системы математического моделирования является системный подход к анализу процессов химической технологии. С позиций последнего отдельный химико-технологический процесс представляется в виде сложной кибернетической системы, характеризуемой большим числом элементов и связей, иерархией уровней элементарных физико-химических эффектов, физически связанной цепью причинно-следственных отношений между элементарными эффектдми и явлениями, совмещенностью явлений различной физико-химической природы в локальном объеме аппарата и т. п. Системная точка зрения на отдельный типовой процесс химической техпо-логии позволяет развить научно обоснованную стратегию комплексного (т. е. г. физико-химической, гидродинамической, термодинамической, кибернетической точек зрения) анализа процесса и на этой основе построения развернутой программы синтеза его математического описания (см. первую книгу). [c.4]

    В основу материалов заложен многолетьшй опыт соросовского профессора математики В.П. Дьяконова в области систем компьютерной математики, а также многолетняя совместная работа авторов в области математического моделирования и оптимизации химико-технологических процессов и систем с немецкими учеными -профессором Клаусом Хартманном из технического университета Берлина, профессором В. Решетиловским и доктором Клаусом Михаэлем из технического университета Дрездена. [c.4]

    Основы расчета важнейших процессов, методика практического применения химических и физико-химических закономерностей к техническим расчетам химических производств и особенно графические методы расчета в большинстве случаев разработаны русскими учеными. Так, расчеты процессов газификации топлива всюду проводят по методам Н. Н. Доброхотова, В. Е. Грум-Гржимайло и А. П. Чернышева. Для подсчета теп.тотворной способности топлива по его элементарному составу наиболее распространенной является формула Менделеева. В основе расчета процессов кристаллизации солей, состава твердых сплавов, испарения и конденсации многокомпонентных систем и других аналогичных процессов лежит методика физико-химического анализа, разработанная Н. С. Курнаковым. Большой вклад в расчетную практику процессов и аппаратов химических производств внесли профессора А. Г. Касаткин, Н. И. Гельперин, В. В. Ка-фаров и др. Проф. Д. В. Нагорский, С. П. Сыромятников, Д. А. Чернобаев и другие дали методы расчета процессов и аппаратов при сжигании топлива и т. д. Разработка новых методов расчета химико-технологических процессов путем их математического моделирования и программированного решения моделей на электронных счетных машинах связана с именами А. И. Берга, М. Г. Слинько и др. [c.7]

    Книга служит учебным пособием по курсу сМоделирование химико-технологических процессов . Знакомит с важнейшими понятиями метода моделирования, в первую очередь, математического моделирования. Изложены основы математического описания и оптимизации, процессов химической технологии. [c.4]

    Наиболее сложным и трудоемким этапом математического моделирования является первый, так как для составления математического описания должны быть известны зависимости между многочисленными параметрами технологического процесса, выраженные в математической форме. Эти зависимости устанавливают на основе всесторонних исследований отдельных аппаратов узлов и всего химико-технологического процесса в целом. При этом в большинстве случаев получают системы громоздких нелинейных уравнений высшего порядка, включающих большое число неизвестных. Исследование такой системы связано с огромными трудностями, поэтому в каждом отдельном случае с целью упрощения математического описания устанавливают степень влияния отдельных параметров на экономическую эффективность процесса и, по возможности, исключают из системы уравнений те параметры, которые оказывают незначительное влияние на общую эффективность производства. Правда, при этом несколько снижается точность получаемых результатов, однако уменьшается число вычислительных операций. Ведущая роль на этом этапе (при составлении и упрощении математического описания) принадлежит инженеру-химику, который, хорЬшо зная процесс, должен составить математическое описание, представляющее разумный компромисс между желаемой точностью и сложностью получаемь1Х выражений. [c.80]

    Отдельные этапы работы проведены авторами совместно с Н. А. Цейтлиным (аппроксимация данных по равновесию газожидкостных систем, отбор и математическая подготовка методик расчета физико-химических параметров материальных потоков аммиачно-содового процесса), В. М. Фруминым, Н. Е. Стефановской, Я. С. Заир-Беком, Е. М. Вороновым, Ю. Д. Пасичниченко, Л. П. Шанаревой (проведение экспериментов на физических моделях), Л. М. Письмен, В. П. Чайкой (математическая обработка экспериментального материала, составление и реализация программ расчета процессов на ЭВМ). На становление и развитие ряда идей, положенных в основу этой книги как в области математического моделирования, так и в подходе к изучению технологических процессов, большое влияние оказали работы Кафедры кибернетики химико-технологических процессов МХТИ им. Д. И. Менделеева, руководимой чл.-корр. АН СССР В. В. Кафаровым. Неоценимую поддержку и помощь на всех этапах работы оказал доктор химических наук Г. И. Микулин. [c.5]

    Рассмотрим подробнее процесс моделирования гибких химико-технологических систем на основе модульного ир1 нципа., >лементом гибкой хпмико-технологической системы является технологический аппарат периодического, непрерывного или полунепрерывного действия. Технологическая стадия в аппарате периодического действия есть упорядоченная последовательность технологических операций, каждая из которых представляет собой совокупность типовых физико-химических процессов. Поэтому модель М,, технологической операции к есть замкнутая система уравнений типовых прои.ессов, что формально можно записать следующим образом  [c.80]

Библиография для Основы моделирования химико-технологических процессов: [c.26]   
Смотреть страницы где упоминается термин Основы моделирования химико-технологических процессов: [c.150]    [c.267]    [c.497]    [c.241]    [c.154]   
Смотреть главы в:

Математическое моделирование и оптимизация химико-технологических процессов -> Основы моделирования химико-технологических процессов



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Моделирование химико-технологических процессов

Основы процессов



© 2025 chem21.info Реклама на сайте