Оптимизация и время

За последние годы стремительно развивается и совершенствуется теория математического моделирования химико-технологических процессов (ХТП) и химико-технологических систем (ХТС). Значительные успехи в области математического моделирования ХТП, разработки методов синтеза, анализа и оптимизации ХТС, появление мощных быстродействующих ЭВМ третьего и четвертого поколений позволили в настоящее время создать целый ряд автоматизированных систем проектирования (АСП) химических производств. [c.8]

Время жизни образовавшегося дихлоркарбена всегда крайне мало. В отсутствие реагирующего олефина он выдыхается . Например, хорошо изучены многостадийные и сложные реак-ци с дихлоркарбеном, полученным из трихлорацетата натрия [614]. Однако в случае реакции Макоши весь дихлоркарбен не образуется одновременно. Побочные реакции и гидролиз идут медленно, и система остается реакционноспособной в течение длительного времени даже в отсутствие хорошего акцептора карбена. Таким образом, находящийся в равновесии с исходным реагентом ССЬ может ждать субстрат, и поэтому становится возможной реакция даже с очень дезактивированными субстратами. На практике применяют 50%-ный (концентрированный) водный раствор гидроксида натрия в присутствии ТЭБА как катализатора и хлороформа в качестве растворителя. Общие тенденции к образованию, присоединению и гидролизу ССЬ приведены в табл. 3.18. В отсутствие олефина медленный гидролиз хлороформа ускоряется примерно в 6 раз под действием ТЭБА. Добавление олефина приводит к повышению расхода хлороформа, величина ускорения зависит от природы олефина. Гораздо большее значение имеет то, что соотношение скоростей присоединения карбена и гидролиза хлороформа зависит от нуклеофильности олефина и может изменяться в очень широких пределах [384]. Поэтому малореакционноспособные субстраты следует перемешивать с большим избытком основания и хлороформа длительное время. Из данных, приведенных в табл. 3.18, видно, что условий, оптимальных для всех олефинов, не существует. Тем не менее была проделана большая и успешная работа по оптимизации условий реакции [c.291]

Любое планирование и последующая оптимизация в производственных условиях должны приспосабливаться (адаптироваться) к временному дрейфу процесса. В настоящее время используют методы статистической адаптационной оптимизации производственных процессов, основанные на использовании факторного или симплексного планирования. Эти методы требуют некоторого варьирования регулируемых переменных, т. е. покачивания режима производственной установки. По результатам такого варьирования определяют и устанавливают оптимальный режим через некоторое время всю процедуру повторяют для уточнения положения оптимума. [c.41]

Более подробно операции методов нелинейного программирования рассмотрены в работе [16] обзор методов, которые были применены при расчете смешения бензинов, приведен в работе [17] Следует отметить, что чем более точной является модель смешения, тем выше эффект от оптимизации поэтому в работах последних лет пользуются преимущественно методами нелинейного программирования. В настоящее время созданы и успешно эксплуатируются автоматизированные системы оптимального приготовления товарных бензинов [18]. [c.189]

Следующий важный этап оптимизации химических реакторов — выбор метода расчета оптимальных режимов. Широкое распространение получили как классические методы математического анализа и вариационного исчисления, так и новые методы — принцип максимума динамическое и нелинейное программирование. В системе автоматической оптимизации время расчета оптимальных режимов Тр должно быть существенно меньше среднего времени между двумя последовательными возмущениями, т. е. [c.21]

Проблемами синтеза сложных химико-технологических систем начали интенсивно заниматься всего лишь в конце 60-х годов. В то же время литература по этому вопросу насчитывает уже не один десяток наименований [1, 2]. Для синтеза технологических схем ректификации многокомпонентных смесей применяют специальные методы декомпозиционные, эвристические, эволюционные и алгоритмические (прямой оптимизации). [c.100]

Расход пара в ректификационных колоннах установок меняется в самых широких пределах. В то же время этот фактор оказывает большое влияние на погоноразделительную способность колонн. Вопрос оптимизации расхода технологического пара является чрезвычайно важным. [c.232]

Задачу оптимизации для такого реактора можно сформулировать различно, в зависимости от того, какая цель при этом преследуется. Например, для заданного общего времени пребывания т и заданного числа ступеней N необходимо найти входные температуры ступеней Tf > (г = 1,. . N) и время пребывания реагентов на каждой ступени т,- (i 1,. .., N) так, чтобы общая степень превращения в реакторе была максимальной. Иная постановка оптимальной задачи заключается в требовании достижения заданной степени превращения ху, при минимальном общем времени пребывания реагентов в аппарате и заданном числе ступеней. [c.124]

Следует отметить, что значение линейного программирования не исчерпывается решением задач только указанных типов. Сообщается , что в методах решения задач так называемого выпуклого программирования существенным образом используется вычислительный аппарат линейного программирования. Кроме того, иногда при рассмотрении сложного нелинейного объекта иногда удается представить его математическое описание в некоторых локальных областях изменения независимых переменных приближенными линейными соотношениями. Это позволяет свести исходную задачу оптимизации к задаче линейного программирования. Тем самым становится возможным применять его математический аппарат, который в настоящее время разработан достаточно подробно и при наличии цифровой вычислительной машины обеспечивает решение оптимальных задач весьма высокой размерности. [c.413]

В заключение отметим, что после определенного периода интенсивного использования расчетных методов, вызванного главным образом широким распространением электронно-вычислительной техники, в настоящее время заметна тенденция возврата к строительству четверть- и полупромышленных (пилотных) установок. Особенно интересна реализация в малом масштабе сложных производственных цепочек. Такие установки, называемые обычно ми-ни-плантами , оказывают огромную помощь при исследовании эффектов продолжительной работы установки, оптимизации и автоматизации процесса. Мини-планты часто применяются и для существующих уже промышленных установок, позволяя при небольших экономических затратах и без нарушения работы действующего производства исследовать, например, такие пробле- [c.442]

Если бы реактор работал периодически, следовало бы ставить задачу динамической оптимизации. Можно было бы задать, например, выбор начальных составов реагентов, а также часовую подачу энергии Я, подходящих для этого способа, чтобы получить продукт требуемого качества при экстремальном значении выбранного показателя качества. Например, можно минимизировать время длительности процесса [c.488]

Динамическая оптимизация отличается от статической оптимизации еще большей сложностью процесс не только поддерживается на оптимальном уровне в стационарном режиме, но и переход от одного рабочего положения к другому ведется таким путем, который лучше всего удовлетворяет определенным, чаще всего экономическим, критериям. Этот метод регулирования представляет в настоящее время лишь академический интерес, так как для его осуществления требуются вычислительные устройства большой мощности. Однако практическое его воплощение наверняка окажется возможным в самом недалеком будущем. [c.111]

Таким образом, требования, предъявляемые к молекулярному строению высокомолекулярных эластомеров с точки зрения получения резин с наилучшим комплексом физико-механических свойств и в то же время высокотехнологичных, являются достаточно противоречивыми. Именно для разрешения этого противоречия во всех практически реализуемых процессах синтеза каучуков необходимо проводить работы по регулированию ММР (или в более общем случае регулированию молекулярного состава) образующихся полимеров с целью их оптимизации. Вопрос о синтезе каучуков с оптимальным молекулярным составом в каждом конкретном случае должен решаться отдельно с учетом существующей технологии переработки и требований, предъявляемых к основным показателям резин. [c.93]

Одним из перспективных направлений в развитии сернокислотной промышленности является повышение давления на всех стадиях получения продукции. В настоящее время очевидны преимущества этого способа по сравнению с широко распространенной технологией получения серной кислоты по методу двойного контактирования и двойной абсорбции под атмосферным давлением. В работе [29] выполнен автоматизированный синтез оптимального агрегата производства серной кислоты под давлением 1,2 МПа и показана его высокая экономическая эффективность по сравнению с зарубежными аналогами. Синтез оптимального агрегата был выполнен в традиционной постановке структурно-параметрической оптимизации [30]. [c.272]

Рассмотрим одну из простейших и в то же время теоретически наиболее важную задачу оптимизации — определение оптимальной температуры в каждом сечении реактора идеального вытеснения. Состав смеси продуктов реакции на выходе трубчатого реактора [c.365]

Цепочка реакторов идеального смешения. При расчете оптимального режима процесса, протекающего в цепочке реакторов идеального смешения, оптимальному выбору подлежат температуры и времена контакта в каждом из реакторов. Рассмотрим задачу оптимизации процесса, включающего произвольное число реакций. Как и выше, примем обратную нумерацию реакторов (см. рис. IX.3). Очевидно, состав потока в (п 1)-м реакторе есть одновременно состав на входе /г-го реактора. Материальный баланс и-го реактора но каждому из ключевых веществ записывается в виде (см. раздел УИ.З) [c.384]

В настоящее время существует большое число работ, в которых рассматривается технико-экономическая оптимизация как тепловых схем [66, 67], так и ее отдельных элементов. Так, в [45] исследовалось продольное обтекание трубного пучка в зоне действия закона Блазиуса для коэффициента трения, в [68, 69] анализировалось поперечное обтекание трубного пучка, когда коэффициент теплоотдачи внутри труб можно принять постоянным. [c.116]

Главное достоинство метода и структуры калькуляции Коих постоянство, неизменность во времени. В отличие от ценников они рассчитаны на длительный срок использования. В настоящее время результаты калькуляции Ко соответствуют данным ценников. При изменении последних структура расчета Кс не меняется, достаточно лишь внести коррективы в таблицы исходных данных. Это значительно упрощает работу уже с готовыми программами. Кроме того, с помощью приведенного метода калькуляции Ко можно прогнозировать изменение цен во времени, что открывает новые, до сих пор никем не реализованные возможности перспективной оптимизации теплообменников, а в дальнейшем прогнозирования плана оптимального выпуска теплообменных аппаратов различных конструкций по отраслям. [c.273]

Сетевые модели позволяют решать зада-чи оптимизации организационных процессов проектирования химических производств и управления ими по минимуму затрат врем-ени и финансовых средств. [c.49]

Иногда физико-химические данные о технологических процессах настолько неточны, что создание точных модулей вообще не имеет смысла. Модули, которые часто используются при проектировании различных ХТС, должны быть построены таким образом, чтобы для вычислительных операций при их расчете требовалась минимальное машинное время. Для этой цели необходимо использовать алгоритмы оптимизации стратегии решения символических математических моделей ХТС, основанные на применении двудольных информационных графов. [c.60]

Для осуществления этого эт па можно использовать разнообразные методы анализа и оптимизации ХТС, разработанные в последнее время. [c.203]

В последнее время разработаны и начинают широко применяться методы, учитывающие комбинаторный характер задачи оптимизации надежности ХТС с применением поэлементного резервирования, — метод последовательного конструирования, анализа и отбора вариантов [7, 237, 238], а также метод ветвей и границ [239—241]. [c.207]

При решении задачи оптимизации надежности проектных решений предполагается, что проектный расчет технологического объекта (ХТС или аппарата) проводится по математической модели, которая с точностью до значений параметров адекватно описывает его функционирование. Это означает, что модель точно отражает вид функциональной связи между переменными, характеризующими поведение объекта. Рассогласование, или несовпадение, расчетных и реальных значений переменных объекта объясняется неточностью числовых значений некоторых параметров математической модели. В то же время это рассогласование не нарушает критерия адекватности математической модели объекта, поскольку оно находится в некоторой доверительной области. [c.229]

При поиске решения поставленной задачи оптимизации ГИП производства (рис. 9.6) полу.чен на основе анализа обширной информации об отказах ХТС в целом и существующей в настоящее время системе ППР. Установлены два вида внезапных (случайных) отказов ХТС в процессе функционирования отказы, вызванные неисправностью ГТТ-3, и отказы, вызванные неисправностями технологического оборудования. Это позволяет рассматривать производство как ХТС, состоящую из двух подсистем компрессорной подсистемы (газотурбинная установка) и технологической подсистемы (технологические аппараты, участвующие в процессе получения продукта). С учетом состояний, соответствующих текущему и среднему ремонтам (в соответствии с существующей системой ППР), ХТС может находиться в восьми состояниях (см. рис. 9.6) 1 —все подсистемы ХТС исправны 2 — технологическая подсистема отказала и поставлена на ремонт 3 — отказала компрессорная подсистема и находится в ремонте 4 — отказ ХТС в целом 5, Ее — текущий и средний ремонты всей технологической подсистемы 7, а — текущий и средний ремонты компрессорной подсистемы. [c.249]

Метод деформации с одновременной минимизацией энергии, как и цюбой из существующих методов конформационного анализа пептидов и 1елков, не в состоянии количественно оценить всевозможные структурные варианты сложного объекта, составленные из предпочтительных по энергии форм свободных аминокислотных остатков. Более того, и это также вляется принципиальным недостатком, метод не обеспечивает объектив- П>1Й контроль получаемых результатов и не гарантирует от пропуска мрспективных для последующего расчета конформаций. Его существен- е ограничение состоит в быстром увеличении компьютерного времени с усложнением системы так необходимое для каждой локальной оптимизации время увеличивается по меньшей мере квадратично росту пере- ренных одновременно возрастает число шагов и число итераций каждого нага [136]. [c.243]

При одновременном скачкообразном излменении всех управлений на новые значения, полученные в результате статической оптимизации. Время установления режима составило 100 мин. Соответствующие кривые представлены на рис. 34. [c.215]

Исходя из радикально-ценно го механизма горения топлива, про — текающего через образование промежуточных пероксидных соедине — ний можно сформулировать следующий принцип оптимизации кон — стру ктивных и эксплуатационных параметров карбюраторного двига — тел> наиболее благоприятны для бездетонационного горения такие значения параметров, которые обеспечивают минимальное время сгорания, низкие температуры и наилучшие условия гомогенизации [c.103]

Вспомогательные добавки улучшают или придают некото — рые специфические физико —химические и механические свойства пеолитсодержащих алюмосиликатных катализаторов (ЦСК) крекинга. ЦСК без вспомогательных добавок не могут полностью удовлетворять всему комплексу требований, предъявляемых к современным промышленным катализаторам крекинга. Так, матрица и активный компонент — цеолит, входящий в состав ЦСК, обладают только кислотной активностью, в то время как для организации интенсивной регенерации закоксованного катализатора требуется наличие металлических центров, катализирующих реакции окислительно-восстановительного типа. Современные и перспектив — гые процессы каталитического крекинга требуют улучшения и оптимизации дополнительно таких свойств ЦСК, как износостойкость, механическая прочность, текучесть, стойкость к отравляю — Б(ему воздействию металлов сырья и т.д., а также тех свойств, которые обеспечивают экологическую чистоту газовых выбросов в атмосферу. [c.114]

Вследствие возникаюш их математических затруднений в настоящее время предпочитают комплексное регулируемое управление, так как оно основывается на состоянии потока, выходящего из элемента процесса. Из-за динамическогр (переходного) состояния этого элемента регулирование замедляется. Программу регулирования можно разрабатывать, не принимая во внимание точной математической модели. При разработке таких программ регулирования пользуются численными методами, о которых уже говорилось в этой главе, а также рассмотренными в гл. 12 статистическими методами и методом Бокса. При оптимизации управления можно использовать установленную в регулирующем устройстве электронную счетную машину. [c.354]

Среди многообразия процессов химической технологии значительное место занимают процессы массообмена. По существу почти любой химико-технологический процесс в той или иной степени сопровождается явлениями массопередачи. Однако имеется большая группа процессов, для которых массонередача является основным фактором, определяющим их назначение. Примерами таких процессов служат ректификация, экстракция, абсорбция, десорбции и т. д., где лшссообмеи ироисходит между различными фазами, в результате чего достигается обогащение одной фазы одним или несколькими компонентами. В настоящее время ироцессы массоиередачи интенсивно исследуют методами математического моделирования что позволяет использовать методы оптимизации для оптимальной организации этих процессов. [c.66]

Именно для решения задач оптимизации многостадийных процессов, а также процессов, которые могут быть математически описаны как многостадийные, создан и в настоящее время уснеишо применяется метод динамического программирования. [c.244]

В настоящее время принцип максимума нашел широкое п )пмеие-ппс в практике решения оптимальных задач оптимизации, отиося-ишхся области химической технологии . [c.320]

Для достижения таких эффектов необходимо умело сочетать эмпирические исследования с современными математическими методами, позволяющими определить оптимальный вариант технологического процесса в наикратчайшеё время и при разумном риске. В течение последних лет для этой цели разработаны прогрессивные методы, использующие достижения математики и технической кибернетики, — так называемая стратегия разработки систем, или системотехника. Как и при использовании метода масштабирования, в этом случае также составляется математическая модель, но она описывает весь технологический процесс (или наиболее важную его часть) как систему взаимосвязанных элементов. Модель, в которой ряд величин и зависимостей экстраполируется с объекта меньшего масштаба, вносит в проектные расчеты фактор ненадежности. Системотехника включает также способы оценки надежности и принятия оптимальных решений при проектировании в определенных условиях. Важным преимуществом комплексного математического описания процесса является, возможность определения оптимальных рабочих параметров не для отдельных аппаратов, а для всей технологической цепочки как единого целого. Подробное описание математических методов оптимизации, оценки надежности и теории решений выходит за рамки данной книги, поэтому мы вынуждены рекомендовать читателю специальную литературу (см. список в конце книги). Ниже будут рассмотрены основные понятия, применяемые в системотехнике, и принципы разработки систем, а также их моделей. [c.473]

Основное различие между этими двумя принципами оптимизации заключается в том, что в первом решается задача минимизации времени реакции, тогда как во втором продолжительность реакции не играет роли. В последнем случае предполагается, что время контакта, необходимое для обеспечения макоималь-ного выхода, не ограничено. [c.135]

В настоящее время нет общего метода решения задач циклической оптимизации. Все используемые алгоритмы основаны на классических понятиях вариации функционала и модифицированного принципа максимума. Наиболее общим и обоснованным является градиентный метод, основанный на вариационном исчислении. Суть этого метода была изложена еще в работе [7]. Задается фиксированная продолжательность периода с и определяется (численно) соответствующее ему оптимальное управление, затем задается другое значение периода и определяется соответствующее ему другое оптимальное управление. После этого сравнивают значения целевых функционалов и с помощью направленного поиска определяются значение оптимального периода. Конечно, такой подход требует больших затрат машинного времени. В работе [72] разработан другой численный алгоритм. Здесь не использовались условия цикличности. Оптимальное управление определялось на достаточно большом отрезке времени с произвольными начальными условиями. [c.292]

Сказанное приводит к тому, что при решении практических вопросов моделирования и оптимизации процессов фильтрования с закупориванием пор перегородки могут использовагься в настоящее время лишь уравнения, содержащие только макрофакторы и описывающие процессы при постоянной разности давлений или постоянной скорости процесса. Обобщенные, эмпирические по характеру уравнения (П1,31) и (П1,60) применимы при анализе промежуточных процессов фильтрования с закупориванием пор. [c.114]

Впервые в СССР расчет теплообменников на ЭВМ начал проводиться в Институте газа АН УССР в 1960 г. Начиная с 1964 г. машинные расчеты стали широко внедряться в проектную и исследовательскую практику. В настояш,ее время к таким расчетам приступили практически все ведущие институты химической, нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности, например ВНИПИНефть (Москва), УФВНИИНефтемаш (Уфа), Укр-НИИХиммаш (Харьков), Ленниихиммаш (Ленинград), ГИАП (Москва), Гипрокаучук (Москва), Нижне-Волжский филиал Гроз-НИИ (Волгоград), ВНИИнефтемаш (Москва) и др. В отличие от имеющейся практики задачей этих разработок явилось создание методов и алгоритмов машинной оптимизации процессов теплообмена при использовании наиболее точных методов теплового, гидравлического и экономического расчетов. [c.294]

Задачей заключительной V стадии адаптационно-эволюционного метода являются оптимизация параметров технологической схемы, разработанной в результате выполнения предыдущих ста -дий метода, или выбор оптимального варианта из возможных альтернатив с использованием методов оптимизации сложных ХТС, разработанных в настоящее время. [c.203]

При оптимизации надежности ХТС с применением поэлементного резервирования в качестве основных показателей надежности системы, которые требуется улучшить, могут быть взяты либо вероятность безотказной работы системы за время I, либо коэффициент готовности, или коэффициент выигрыша надежности. Для восстанавливаемых систем предполагается неограниченное обслуживание, т. е. число ремонтных бригад в системе равно числу последовательно соединенных участков си-стемы что является необходимым для взаимонезависимости элементов системы в процессе восстановления. [c.201]