Математическое моделирование химико-технологических процессов

В книге описываются современные методы оптимизации отдельных аппаратов и химико-технологических систем (ХТС). В ней рассмотрены два класса оптимизационных задач химической технологии к первому классу относятся задачи оптимизации ХТС фиксированной структуры, ко второму — задачи выбора оптимальной структуры ХТС (синтез ХТС). Эти задачи возникают как при интенсификации действующих, так и при создании новых химико-технологических процессов, в том числе при разработке автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП). Несмотря на то, что методы решения задач синтеза ХТС начали развиваться в самое последнее время, их разработка стала одной их важнейших проблем математического моделирования химико-технологических процессов. Решение задач обоих классов должно стать неотъемлемой частью создания высокоэффективных химико-технологических процессов. [c.5]

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ [c.113]

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]

В настоящее время в системе химико-технологического образования студентам читается курс Математическое моделирование химико-технологических процессов , представляющий собой количественный анализ с помощью математических моделей типовых процессов химической технологии (гидродинамических, тепловых, диффузионных и химических). Курс лекций, в котором рассматриваются принципы соединения отдельных типовых процессов, т. е. принципы построения технологических схем и агрегатов любых производств химических и нефтехимических предприятий, впервые начал читаться немногим более 10 лет назад при подготовке инженеров по кибернетике химико-технологических процессов в МХТИ им. Д. И. Менделеева. [c.7]

При математическом моделировании химико-технологических процессов принято выделять в структуре моделей иерархические уровни микроуровни или молекулярный уровень, макроуровень (или уровень) малого объема, рабочей зоны аппарата, аппарата в целом и агрегата [3]. Большинство задач, связанных с разработкой физических методов интенсификации процессов, необходимо рассматривать на уровне малого объема, хотя в некоторых специфических случаях должен быть проведен анализ и на молекулярном уровне. Естественно, что полное решение требует дальнейшего перехода и на более высокие уровни с целью разработки аппаратуры. [c.7]

Математическая модель имеет иерархическую структуру. Эффективным способом описания иерархических структур является стратифицированное описание. Представляется целесообразным применить этот способ в области математического моделирования химико-технологических процессов. [c.10]

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

Принципы математического моделирования химико-технологических процессов, составления материальных и тепловых балансов, потоков, описание и размерности физико-химических свойств углеводородных компонентов и узких нефтяных фракций. [c.374]

Математическое моделирование химико-технологических процессов на аналоговых вычислительных машинах, 1975. [c.2]

Курс Математическое моделирование химико-технологических процессов имеет целью вооружить будущих инженеров современными методами решения сложных многофакторных задач химической технологии, т. е. новым подходом к анализу и расчету технологических процессов, аппаратов и агрегатов, а также ознакомить с вопросами, касающимися управления химическим производством. Этот новый подход в основном обусловливается [c.6]

Математическое моделирование химико-технологических процессов при большой протяженности реакционной зоны, значительном изменении реакционного объема (числа молей реакционной смеси) и, как следствие, - скорости [c.21]

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

Все эти программы были специально разработаны для математического моделирования химико-технологических процессов, их материальных и тепловых балансов в статике и в динамике. [c.172]

В последнее время значительное внимание уделяется практическим вопросам математического моделирования химико-технологических процессов и систематизации используемых математических моделей [6]. Дальнейшие работы в этом направлении несомненно приведут к более широкому применению методов оптимизации в задачах управления и проектирования, а также при создании современных систем автоматизированного проектирования. [c.90]

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]

Математические методы в химии и в химической кинетике в частности находят самое широкое применение. Активное использование ЭВМ и современных методов математического анализа позволяет решать широкий круг вопросов, связанных с созданием химических баз данных, информационно-поисковых систем, распространением методов вычислительного эксперимента и имитационного моделирования в химии, развитием математического моделирования химико-технологических процессов, решением математических проблем теоретической химии, термодинамики, химической и физической кинетики и теории горения, применением методов теории графов, совершенствованием методов обработки экспериментальных данных и решения задач идентификации моделей, созданием систем автоматизации эксперимента, разработкой проблемно-ориентированных языков и методов машинной аналитики и т. д. Все это позволяет говорить о становлении нового научного направления — химической информатики и математической химии. По отдельным из названных вопросов проводится значительное число конференций [83-85,286,288,290,291,333,498,527], однако в монографической литературе [187, 236, 328] представлены лишь традиционные задачи, чаше всего вычислительного характера. Данное приложение призвано хотя бы частично восполнить этот пробел. Мы приведем здесь ряд нестандартных численных методов, которые только в последнее время начали применяться для анализа уравнений химической кинетики. В основном дается описание алгоритмов. Программная их реализация упоминается по необходимости весьма кратко, однако везде, где это возможно, даются соответствующие ссылки. В приложении 3 существенно используется разработанное в НИ ВЦ АН СССР (Пущине) программное обеспечение качественного исследования динамических систем. Приложения 6, 7 носят информационный характер. В них дается краткое описание новых математических средств — алгоритмов и программ интегрирования жестких систем дифференциальных уравнений и методов интервального анализа. [c.239]

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]

Применяя вычислительные машины для математического моделирования химико-технологических процессов, используют воз- [c.124]

В результате для моделирования интенсивности работы аппарата и выхода продукта в одном реакционном объеме необходимо решать совокупность десятков уравнений. Часто моделируемая химикотехнологическая операция совершается в секционированном (например, многополочном) аппарате или батарее аппаратов, т. е. в нескольких последовательно расположенных реакционных объемах. Тогда расчет последовательно повторяется по каждой секции и, в целом, для моделирования операции приходится решать десятки и сотни уравнений. Применение электронно-вычислительных машин позволяет быстро справиться с этой задачей. Однако полное математическое моделирование химико-технологических процессов, операций и соответствующих им реакторов производится пока что лишь для небольшого числа хорошо изученных процессов. В большинстве же случаев химико-технологические процессы еще недостаточно изучены для полного математического описания и математическое моделирование или совсем невозможно, или применимо для решения частных задач моделирования в совокупности с методом физического моделирования. [c.127]

Луценко В. А. и др. Математическое моделирование химико-технологических процессов на аналоговых вычислительных машинах.. М. Химия, 1984. 271 с. [c.220]

Возможности математического моделирования химико-технологических процессов создают серьезные перспективы в сокращении числа этапов создания нового промышленного объекта. [c.28]

За последнее десятилетие в СССР и некоторых зарубежных странах получила распространение отрасль науки — математическое моделирование химических реакторов и процессов. Ее успехи обусловлены, с одной стороны, совершенствованием экспериментальных. методов исследования кинетики химических превращений и скоростей переноса тепла и реагирующих веществ, а с другой, — стремительным развитием вычислительной математики и вычислительной техники. Сейчас математическое моделирование стало общим методом оптимального проектирования химической аппаратуры. Поэтому редактор перевода счел целесообразным дополнить книгу разделом, в котором в конспективной форме изложены основные идеи и этапы моделирования каталитических реакторов (глава XV), а также подробной библиографией работ по математическому моделированию химико-технологических процессов, опубликованных в 1965—1967 гг. В дополнении отражены главным образом исследования коллектива лаборатории моделирования Института катализа СО АН СССР, проведенные совместно с сотрудниками Института математики и ВЦ Сибирского отделения АН СССР, особенно работы В. С. Бескова, Т. И. Зеленяка, Ю. И. Кузнецова, В. А. Кузина, Ю. Ш. Матроса, В. Б. Скоморохова и А. В. Федотова. [c.11]

Математическое моделирование химико-технологических процессов на аналоговых вычислительных машинах. Лабораторно-практические работы. М., Химия , 1975. [c.4]

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ОБЛАСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ [c.105]

Математическое моделирование химико-технологических процессов, протекающих в присутствии катализаторов, играет важную роль при создании новых технологических процессов, направленных на получение жизненно важных продуктов, при решении задач повышения эффективности существующих производств и оптимального управления ими. [c.67]

На примере моделирования реактора с Неподвижным сЛоем kafa лизатора определилась стратегия построения многоступенчатых математических моделей химических систем. Дальнейшие успехи математического моделирования химико-технологических процессов обусловлены главным образом развитием экспериментальных методов изучения сложных систем и их отдельных частей. Расширение возможностей использования ЭВМ выдвигает на первый план задачи глубокого исследования структуры химических систем и получения надежной информации об их поведении. [c.522]

Определение оптимальных конструкций аппаратов, оптимальных условий проведения ХТП является конечной целью любых работ по их моделированию. Эти задачи решаются как при проектировании новых производств, так и для интенсификации действующих, в том числе при разработке автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП). Естественно поэтому, что проблемы оптимизации всегда находились в круге интересов специалистов но моделированию ХТП и в настоящее время стали составной частью общей теории математического моделирования химико-технологических процессов. [c.7]

Курс Математическое моделирование химико-технологических процессов базируется на современных представлениях математических моделей типа нейронных сетей и совмещенных процессов химической технологии, для которых имеются учебные пособия внутривузовского издатшя. Лабораторный практикум по данному курсу с широким использованием [c.33]

Профессорско-преподавательский коллектив кафедры (два профессора, шесть доцентов, пять старших преподавателей, пять ассистентов) осуществляет инженерную подготовку студентов по специальностям ТНВ и ХК, а также ведет преподавание Общей химической технологии , Математического моделирования химико-технологических процессов во всех группах химико-технологического, химико-машиностроительного и в группах заочного факультета химико-технологических специальностей и специальностей химмаша. [c.125]

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]

Идентификация математического описания объекта является основным этапом в построении адекватной математической модели процесса и поэтому представляет собой одну из центральных эадач математического моделирования химико-технологических процессов. Как уже отмечалось, большинство таких процессов представляет собой многофазную многокомпонентную среду, распределенную в пространстве и во времени. Существенной особенностью этих процессов является их детерминированно-стохастическая природа, определяемая наложением стохастических особенностей гидродинамической обстановки в аппарате на процессы массо-и теплопереноса. Как следствие этого, параметры математических моделей отражают стохастические особенности протекания процесса и определяются статистическими методами. [c.23]

Математические методы и ЭВМ в химии п в химической кинетике находят все более широкое применение [1—20]. Активное использование вычислительной техники и современных методов математического анализа позволяет решать широкий круг вопросов, связанных с созданием химических и термодинамических баз данных и банков знаний, информационно-поисковых систем, распространением методов вычислительного эксперимента и имитационного моделирования в хпмии, развитием математического моделирования химико-технологических процессов, решением математических и вычислительных проблем теоретической химии, термодинамики, химической и физической кинетики и теории горения, применением методов топологии и теории графов, совершенствованием методов обработки экспериментальных данных и решения задач идентификации моделей, созданием математического и программного обеспечения систем автоматизации экспериментов, разработкой проблемно орпентпрованных языков и методов машинной аналитики и т. д. Подтверждение тому — и большое число конференций но названным темам [21—35]. Все это позволяет говорить о стаиовленни нового научного направления — химической информатики и математической химии. Вопрос не нсчерпывается использованием ЭВМ и математических методов в химических исследованиях. Принципиальным моментом представляется, что речь идет не столько о формировании новой ветви хпмии, сколько о новом этапе ее развития. [c.3]

Методы оптимизации в химической технологии, 1975 Луценко В. А., Финякин Л. И. Математическое моделирование химико-технологических процессов на аналоговых вычислительных машинах, 1975 [c.2]

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]