Подход к синтезу химико-технологической системы

Подход к синтезу химико-технологической системы [c.236]

При таком подходе задача синтеза оптимальной ХТС сводится к задаче нелинейного программирования, т.е. к отысканию такого набора oi J (отражающих топологию системы), а также параметров аппаратов (матрицы ЕЩ и технологических потоков (матрицы 5М), которые соответствовали бы оптимальному значению критерия эффективности. Задавая предварительно параметры оптимизации а,], ЕМ и 8М, можно учесть опыт и интуицию пользователя. Более того, пользователь может это сделать задавая, например, начальную конфигурацию ХТС с помощью матрицы а также может корректировать процесс синтеза на любом из его этапов. Важно отметить, что использование мини-моделей при синтезе и оптимизации ХТС позволяет рассматривать их как постоянно действующие ограничения, поскольку одной из составляющих частей мини-моделей является условие осуществимости, при нарушении которого процесс является нереализуемым. Таким образом, наличие мини-моделей позволяет еще до полного расчета химико-технологической системы оценить принципиальную возможность реализации процесса при заданной топологии и параметрах ХТС, что существенно упрощает решение задачи синтеза. [c.603]

В предлагаемой книге авторы попытались систематизировать вопросы создания систем как качественно нового подхода к использованию вычислительной техники. Книга посвящена комплексному рассмотрению проблемы построения таких систем для анализа и синтеза химико-технологических процессов, изложению методологического подхода — от формулирования проблемы, разработки математического описания отдельных процессов до выбора средств вычислительной техники и языков программирования. Рассмотрены вопросы создания пакетов прикладных программ, техническое и системное математическое обеспечение Единой Системы электронных вычислительных машин (ЕС ЭВМ). Приведено математическое описание и структура систем для решения задач анализа физико-химических свойств веществ и расчета типовых процессов химической технологии. [c.5]

Сигнальные графы нашли широкое применение в исследовании электрических цепей и линейных электромеханических систем [12]. Они оказались весьма эффективным аппаратом при анализе и синтезе химико-технологических систем, где построение сигнальных графов требует в качестве необходимого промежуточного этана вывода структурных графов или блок-схем по известным уравнениям, описывающим систему [И]. Важное преимущество развиваемого подхода к анализу и синтезу физико-химических систем состоит в том, что сигнальный граф ФХС можно построить непосредственно по связной диаграмме системы, минуя стадии вывода системных уравнений и построения блок-схем [101. [c.218]

Гипотетическая обобщенная структура синтезируемой хими ко-технологической системы образуется путем функционального объединения всех возможных альтернативных вариантов технологической топологии и аппаратурного оформления данной системы. Каждая технологическая связь или структурная взаимосвязь синтезируемой ХТС отображается в виде коэффициентов структурного разделения а,/, которые показывают долю любого /-го выходного потока в -ном входном [247]. При таком подходе задача синтеза оптимальной ХТС сводится к задаче нелинейного программирования, т. е. к отысканию такого набора а,/ (отражающих топологию системы), а также параметров элементов и технологических потоков, которые соответствовали бы оптимальному значению критерия эффективности функционирования химико-технологической системы. [c.243]

Современный подход к решению задач химической технологии основан на принципах системного анализа и синтеза. Это означает, что химико-технологический процесс рассматривается как сложная система, состоящая из элементов различных уровней детализации, начиная от молекулярного и кончая отдельными процессами. Элементы системы, характеризующие процессы химического превращения, диффузионного, конвективного и турбулентного переноса вещества, т. е. явления на молекулярном уровне, а также явления коалесценции и диспергирования, распределения материальных и энергетических потоков и т. д., иерархически взаимосвязаны между собой в соответствии с физической реализацией процесса. Можно выделить четыре основных этапа системного исследования процесса. [c.3]

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]

Формализация процедур на основе топологического принципа описания ФХС. Выше была определена схема общей стратегии системного анализа на уровне отдельного химико-технологического процесса. Для повышения эффективности этой стратегии необходимо создание соответствующей автоматизированной системы оперативной подготовки математических описаний процессов, в задачи которой входила бы максимальная формализация и автоматизация всех промежуточных процедур построения функциональных операторов ФХС. Иными словами, возникает необходимость в создании специального методологического подхода, который позволил бы путем широкого использования средств вычислительной техники упростить процедуру построения математических моделей сложных процессов, обеспечил бы правильную координацию отдельных функциональных блоков между собой при их агрегировании в общую математическую модель ФХС и допускал бы эффективную формализацию основных процедур синтеза математических описаний ФХС. [c.17]

Синтез принципиальных технологических схем ректификации — одн из существенных задач в общей проблеме оптимального проектирования химико-технологических систем. В настоящее время соверщенно очевиден факт, что любая технологическая схема разделения не является суммой спроектированных отдельно технологических операций и процессов, а представляет собой нечто целое, которое может быть охарактеризовано вполне определенной структурой. Другими словами, предусматривается не индуктивный подход к схеме, состоящий в разработке отдельных операторов и протекающих в них процессов с последующим суммированием этих операторов, а дедуктивный, при котором место каждого оператора определяется общими соображениями относительно свойств схемы в целом. Поэтому синтез принципиальных технологических схем является вторым этапом в общем плане разработки химикотехнологической системы, следующим за разработкой химического процесса получения новых веществ. [c.234]

Реализация указанного подхода связана с необходимостью исполь зования трех типов эвристик. Эвристики первого типа позволяют вьщелить наименее эффективное звено (узкие места) в каждом очередном варианте схемы. Эвристики второго типа необходимы для определения возможных вариантов усовершенствования узких мест, а эвристики третьего типа - для обеспечения стыковки модифицированного звена с немодифицированной частью варианта схемы. Эволюционный подход к проблеме синтеза химико-технологических схем фактически является модификацией эвристического и обладает тем же существенным недостатком — эвристики вероятны, правдоподобны, но не всегда безошибочны и универсальны и не всегда могут привести к получению действительно оптимальных результатов. Результаты часто могут бьпь почти оптимальными или оптимальными для одной разновидности конкретного процесса, но далеко не оптимальными для остальных. В то же время эти же результаты оптимальны для применяемой системы эвристик. [c.108]

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 ХТС можно вьщелить подсистемы, состоящие из однородных элементов (аппаратов) и предназначенные для проведения определенной химико-технологической операции. К ним можно, например, отнести реакторный узел, системы разделения, теплообмена, в которых протекает химическое превращение, происходит разделение многокомпонентной смеси или теплообмен между многими потоками. Каждая из этих подсистем состоит из однородных аппаратов реакторов, или ректификационных колонн, или теплообменников. Синтез системы однородных элементов достаточно хорошо разработан, так что имеется возможность их автоматизированного построения. Некоторые общие подходы к построению однородных ХТС будут рассмотрены далее. [c.330]

При решении крупномасштабных задач оптимизации химико-технологических процессов на учебных практических и лабораторных занятиях целесообразно выделить уровни иерархии системы, на ее основе провести декомпозицию задачи с идентификацией простешпих элементов задачи и формированием алгоритмов их решения, а затем в ходе синтеза глобального алгоритма и его компьютерной реализации получить численное решение позиции оптимума. Реализация такого подхода рассмотрена при поиске оптимального режима работы концентрационной ректификационной колонны при разделении бинарной смеси углеводородов. [c.186]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология