Управляемые параметры

Под математической моделью (математическим описанием) понимается совокупность математических зависимостей, отражающих в явной форме сущность химического процесса и связывающих его физико-химические, режимные и управляющие параметры с конструктивными особенностями реактора. В общем случае математическая модель химического реактора должна состоять из кинетических уравнений, описывающих зависимость скорости отдельных реакций от состава реагирующих веществ, температуры и давления, из уравнений массо-теплообмена и гидродинамики, материального и теплового балансов и движения потока реагирующей массы и т. д. [c.7]

При падении пластового давления в процессе разработки месторождений повышается влажность газа, поступающего на осушку. Для обеспечения требуемой глубины осушки газа на действующих установках приходится прибегать к регулированию технологического режима работы аппаратов. К наиболее легко управляемым параметрам (в определенных пределах) относятся скорость циркуляции и концентрация гликолей. [c.144]

В теоретических работах [57—60], посвященных выявлению классов химических реакций на основе модельных кинетических схем, показана возможность повышения эффективности каталитических процессов, протекающих при периодически меняющихся управляющих параметрах. В связи с этим возникают задачи циклической оптимизации, тесно связанные с традиционной теорией оптимального управления. Основной целью решения таких [c.287]

Таким образом, скорость процесса разделения водонефтяных эмульсий в отстойнике определяется осаждением взвешенных капель и их коалесценцией. На скорости этих процессов влияют температура подогрева разделяемой эмульсии и добавляемые в нефть реагенты — деэмульгаторы. К управляющим параметрам можно отнести и химические вещества, называемые флокулянтами [36, 37]. Они так же, как и деэмульгаторы, способствуют коагуляции (или флокуляции) диспергированных капель, т. е. объединению их в группы, что в свою очередь приводит к ускорению процесса коалесценции. На скорость процесса коалесценции можно влиять и другими способами применением электрических полей [4—6], коалесцирующих фильтров [38], ультразвука [39, 40], магнитных полей [41] и др. Однако из всех этих способов при подготовке нефти применяют в основном только электрические поля и реже — коалесцирующие фильтры. [c.26]

По отношению к процессу входные и управляющие параметры можно считать внешними, что подчеркивает независимость их значений от режима процесса. Напротив, выходные параметры или параметры состояния в данном случае определяются как внутренние, на которые непосредственно влияет режим процесса. Возмущающие параметры при этом могут относиться и к внешним, и к внутренним. Например, неконтролируемые примеси в исходном сырье мол<но рассматривать как внешние возмущающие воздействия, а изменение активности катализатора с течением времени — как внутреннее возмущение. [c.24]

Для описания совокупностей входных, управляющих параметров и параметров состояния ниже часто будет применяться следующая векторная форма записи [c.25]

Критерий оптимальности детерминированного процесса представляется как функция входных, выходных и управляющих параметров [c.25]

Пусть состояние объекта управления в момент времени т характеризуется вектор-функцией х (т) = (х (т), (т), (т), 2 2 (т)) а управление — вектор-функцией и (т) = (т), 2 (т)) и управляющим параметром 0, характеризующим период замены НТК. В состав вектор-функции х (т) входят Xi (т 2 W — соответственно активность СТК и НТК, li (т) — превра- [c.335]

Для известного начального состояния объекта х (0) требуется отыскать управляющие функции и (т), те [О, 0] и величину управляющего параметра 0, доставляющие максимум функционалу в [c.336]

Для выявления механизма мембранного переноса и целенаправленного синтеза мембран необходимо установить возможные состояния мембранной системы и их взаимные переходы при различных значениях управляющего параметра а. В качестве управляющего может быть использован любой параметр, вызывающий возмущение в системе, отклонение ее от исходного равновесного или устойчивого стационарного состояния. Поскольку основным неравновесным процессом являются химические реакции, естественно в качестве управляющего параметра использовать величины, влияющие на состав реагентов в каждой точке мембраны. Обычно используют концентрации переносимого компонента на границах мембраны в газовой фазе (С ) или (С/)", изменение которых влияет на приток или отток реагентов и вызывает возмущение как в распределенной системе в целом, так и в локальной области мембраны. [c.30]

Рассмотрим возможные переходы мембранной точечной системы в новые состояния. Допустим, что система находится в стационарном состоянии типа устойчивый узел, в котором значения концентрации реагентов и управляющего параметра равны соответственно х, у и ао- Внесем возмущение, постепенно увеличивая а при этом, очевидно, будут меняться значения х и у и смещаться точка стационарного состояния. Кинетическая модель такой системы описывается уравнениями [4] [c.33]

Управляющим параметром мембранной системы обычно является одно из внешних условий, например концентрация разделяемой смеси. Следовательно, изменение ее в определенных пределах может привести к триггерному режиму функционирования реакционно-диффузионной мембраны, если процессы в ней моделируются уравнением типа (1.35). [c.37]

Таким образом, принцип оптимальности позволяет проводить оптимизацию начиная с последней стадии, путем подбора управляющих параметров для этой стадии затем рассматривают две последние стадии и т- д- [c.205]

Любая из величин, служащих для характеристики состояния печной системы, является параметром состояния (температура, давление, объем, плотность, внутренняя энергия, энтропия, концентрация веществ и т. д.). Параметры элементов печной системы по своему значению в теории и практике печей подразделяются на исходные, процессные и управляющие. Процессные параметры системы являются необходимыми для протекания печных процессов, обеспечивающих получение целевых продуктов требуемого количества и качества. Эти параметры создаются при регулируемом изменении управляющих параметров, к которым относятся температура, давление, время и скорость движения. [c.11]

Основу математической модели составляет ее математическое описание — функциональное соотношение между входными (определяющими), выходными и управляющими параметрами объекта [c.255]

За последние годы появилась необходимость изучения процессов в нестационарных режимах, возникающих при переходе из одного режима эксплуатации в другой, или при пуске аппаратов, или при выведении процессов на оптимальный режим. В таких условиях необходимо не только знать характер протекания процесса, но и управлять процессом, направлять его течение в нужном направлении. Это связано с изменением во времени так называемых управляющих параметров. [c.6]

Для решения задачи с ограничением на управляющие параметры в виде равенств используют множители Лагранжа X и формируют новое выражение для критерия оптимальности каждой стадии в впде [c.344]

Функция Н при фиксированных значениях т, у, г з, ф является функцией управляющего параметра Т. В соответствии с принципом максимума поиск оптимальной температурной зависимости Г (О состоит в получении такой ненулевой системы функций ф (0> [c.356]

В процессе решения проектных (как и любых других) задач на различных стадиях используются различные критерии экономической эффективности. Так или иначе, любая работа по созданию химического производства должна оцениваться экономическими показателями, однако на отдельных этапах часто удобнее воспользоваться другими критериями. Например, при решении итерационных задач по моделированию отдельных процессов лучше воспользоваться критериями, определяющими условия сходимости. Это условие выполнения материального и теплового баланса, равенство единице суммы концентраций в мольном измерении и т. д. Обычно критерии относительно просто можно выразить через управляющие параметры в виде функционалов, суммы квадратов отклонений, аддитивных функций и содержат параметры, наиболее ярко характеризующие экстремальные свойства критерия. Конечные значения таких критериев определяют рабочие характеристики соответствующих программ, такие, как точность, быстродействие и т. д. Тем не менее затраты на выполнение расчетов будут оцениваться по экономическим показателям. [c.66]

Минимальное значение времени %( контактирования достигается при протекании реакции по кри- вой, огибающей семейство кривых. В данном случае несвязность процесса и существование огибающей представляют собой взаимнооднозначное свойство. Это положение доказано и для процессов с любым числом параметров. Установлено, что необходимым и достаточным условием несвязности служит наличие огибающей семейства кривых, описывающих возможные изменения управляющих параметров. Анализ показывает несвязность только простых процессов (с единственной реакцией). [c.493]

Разделим все основные факторы, определяющие процесс обезвоживания нефтей, на две группы и назовем их условно группами технологических и конструктивных управляющих параметров. Схема такого разделения представлена на рис. 2.4. Подобное группирование условно и не претендует на однозначность или полноту. Однако его введение позволяет несколько упростить дальнейшее рассмотрение и анализ технологических аппаратов. [c.27]

I—Группа технологических управляющих параметров II--группа конструктивных управ [c.27]

Оценим порядок величины времени смешения, необходимой для десятикратного уменьшения исходного количества мелких капель пластовой воды. Пусть процесс смешения идет в трубе при (, = = 500 см /с и V — 0,05 см /с, что характерно для обвязочных трубопроводов установок обессоливания. Промывочная вода подается из расчета 5% на нефть, а средний размер капель промывочной воды за время смешения Я = 10 см. Тогда величина 5 лг 15 см. Подставляя эти значения в (6.47) и полагая р = 8,50 кг/м , а А = = 10 Дж, получим = 56 с. Из (6.47) видно, что существенно уменьшить это время и достигнуть величин порядка долей секунд нельзя в связи с отсутствием существенных управляющих параметров. Этот вывод противоречит установившемуся в промышленности мнению, что процесс смешения пластовой и промывочной воды происходит на смесительных задвижках, клапанах и на других аналогичных конструкциях, время прохождения через которые исчисляется долями секунды. Подобное представление о скорости процесса смешения ошибочно. На смесительных клапанах и задвижках промывочная вода только дробится, а сам процесс смешения пластовой и промывочной воды идет после этих устройств в обвязочных трубопроводах и частично в электродегидраторах, его длительность исчисляется десятками секунд. В связи с этим, если смесительный клапан или задвижка устанавливается в непосредственной близости от входа в дегидратор, процесс смешения не успевает закончиться, что приводит к снижению качества обессоливания. [c.123]

При эксплуатации установок масляной абсорбции в условиях промысла меняются чаще всего состав исходного газа и давление. Для получения требуемого качества отбензиненного газа наиболее легко управляемыми параметрами являются удельная циркуляция абсорбента и температура абсорбции, что необходимо учитывать при ироектироваини уста1Ювок. [c.166]

Однако в любом случае действие возмущающих параметров проявляется в том, что параметры состояния процесса при известной совокупности входных и управляющих параметров характеризуются неоднозначно. Процессы, в которых влияние случайных возмуща-юьцих параметров велико, обычно называют стохастическими в от- [c.24]

При решении задачи оптимизации, т. е. задачи определения наи-больнюго или наименьшего значения / , критерий оптималыюстп рассматривается как функция управляющих параметров При этом всякое изменение значений указаннь[х параметров двояко сказывается на величине критерия оптимальности. Во-первых, прямо, если управляющие параметры непосредственно входят в выражение критерия оптимальности, и, во-вторых, косвенно, через изменение выходных параметров процесса, которые зависят от управляющих на основании соотношения (1,29). [c.25]

Подстановка уравнения (1,29) в выражение критерия оптимальности (1,30) позволяет представить его как ф уикцию только входных и управляющих параметров процесса [c.25]

Решеппе задачи оптимизации в этом случае получается в виде зависимости управляющих параметров процесса и от входных пара-л(етроз и, возможно, также от времени / и пространственных координат 2 оптимизируемого объекта [c.26]

По.1учеипе соотношений (1,29) в явном аналитическом виде непосредственно из уравиег[ий математического описания, как ир ни1./ о, невозможно. Вследствие этого для нахождения вида указанных зависимостей необходимо 1гметь определенный алгоритм ренюния системы уравнений математического описания, применяя который для любой совокупности значений входных и управляющих параметров можно рассчитать величины параметров состояния. [c.26]

Таким образом, математическая модель представляет собой систем / уравнений математического описания, отражающую сущ-Н()спи> яслений, протекающих в объекте моделирования, которая с помощью определенного алгоритма позволяет прогнозировать поведение объекта при изменении входных и управляющих параметров. [c.26]

Задачу оптимизации формулируют в общем случае следующим образом необходимо найти такой вектор X х , х ,. .., х ) варьируемых (управляющих) параметров, для которого целевая функция f f х,, а,, Ь,) - ех1г при фиксированных условиях а, (.г,) = 0 / =1, 2,. .., т и ограничениях Ь,, (х ) к = , 2,. .., р. [c.38]

Предприятие представляет собой сложный дннамичргый комплекс, на управляемые параметры которого воздействует огромное количество факторов, отклоняющих их от заданных значений. Поэтому выработка оптимальных решений по управлению требует переработки огромной информации. В этой связи на современном этане ставится задача расширить применение автоматизированных систем уиравлеиия производством (АСУ). [c.67]

Пространственно-временные диссипативные структуры типа бегущей волны возникают в связи с образованием предельного цикла, когда концентрации компонентов системы не только колеблются во времени, но и одновременно изменяют свои координаты в пространстве. Такая система допускает волнообразное движение, при котором локальные колебания не организуются для образования стоячей волны, а принимают участие в общем продвижении волновых фронтов. Диссипативная структура в этом случае реализуется по типу бегущей волны во времени и пространстве. Система может обладать несколькими стационарными состояниями, которые соответствуют одному и тому же значению параметра. Типичный пример такой ситуации показан на рис. 7.1, на котором кривая зависимости / (X, а) =0 стационарных значений концентраций X (а) от параметра а имеет три стационарных точки при одном фиксированном значении параметра ц. Если, например, а = о, то а, с — устойчивы, а Ь — неустойчивое состояние. Тогда части кривой АВ и ОС представляют собой ветви устойчивых, а ВС — ветвь неустойчивых стационарных состояний. При достижении бифуркационных значений параметра (а, а") происходят скачкообразнью переходы С А и ВО в экстремальных точках В 11 С кривой f (X, а) = О так что неустойчивые состояния на участке ВС практически никогда не реализуются в действительности. Таким образом, реализуется замкнутый гис-терезисный цикл АВОСА, в котором в результате изменения параметра система проходит ряд стационарных состояний, отличающихся друг от друга при одних и тех же значениях а в зависимости от направления движения. Системы, обладающие способностью функционировать в одном из двух устойчивых стационарных состояний, принято называть триггерными. Последние работают по принципу все или ничего , переключаясь из одного устойчивого режима в другой в результате изменения управляющего параметра а. [c.282]

Очевидно, при а=а, когда критерий эволюции или кинетический потенциал равны нулю, происходит потеря устойчивости, и возможен скачкообразный переход в качественно новое состояние мембранной системы. Зависимость переменных хну от управляющего параметра а называют бифуркационной диаграммой, а состояние при а=а — бифуркационной точкой. На рис. 1.7 показана бифуркационная диаграмма для системы с одной переменной х в бифуркационной точке происходит переход с нижней ветви устойчивых состояний в область неустойчивости, т. е. из области I в области III или V (см. также рис. 1.6). Переходы типа узел — фокус (1- П) возможны на термодинамической ветви состояний, т. е. ао<а< а при этом нарушается лишь монотонный характер приближения к стационарному состоянию, возникают затухающие колебания концентраций. Как отмечалось выше, термодинамический критерий эволюции в виде соотношения (1.24) фиксирует условия, где возможны переходы в новые состояния, но не определяет новую структуру мембраны. Последнее возможно на основе анализа неустойчивости, если известен конкретный вид функций Fx x, у) и Fy(x, у) т. е. описание кинетики в йепи химических превращений в мембране. [c.34]

Стационарное состояние системы характеризуется равенством притока и расхода переносного компонента. Решение уравнения (1.35) в условиях стационарности Рх х, г/)=0] при различных значениях управляющего параметра а представлено в графической форме на рис. 1.8 там же дана бифуркационная диаграмма процесса х=х а). При а <а<.а2 мембранная система имеет два различных устойчивых стационарнв1х состояния, расположенных на верхней (т. 3) и нижней (т. 1) ветвях бифуркационной кривой, и одно неустойчивое (т. 2) на промежуточном участке этой кривой. Если исходное стационарное состояние расположено на нижней ветви (т. В), то по мере роста а особая точка смещается вправо по фазовой диаграмме при этом происходит монотонное приближение к новому значению концентрации компонента х. При а = аг возможна потеря устойчивости (т. А) и скачкообразный переход А—А в новое состояние с другим значением х. Аналогичный скачок В—В с верхней ветви на нижнюю наблюдается при а = а]. [c.36]

Система ме 1%ашшго переноса, сопряженного с реакцией по типу (1.33), обладает триггерными свойствами, если в ней наблюдается гистерезис, т. е. переход из одного режима функционирования в другой происходит в зависимости от направления изменения управляющего параметра а. Триггерные свойства подобных систем могут быть описаны с помощью кинетического потенциала [см. (1.25)], который в устойчивых состояниях минимален. Неустойчивое состояние соответствует максимуму (л ), а сам триггерный переход связан с преодолением потенциального барьера [4]. [c.36]

Другие задачи оптимизации. Рассмотренные здесь примерь дают представление о б основных идеях и методах, лежащих в основе решения разнообразных задач оптимизации реакторных узлов. Можно указать три направления уточнения и развития оптимальных расчетов. Первое из них — это анализ различных стадийных схем. Укажем, например, па расчет цепочек адиабатических реакторов, где охлаждение реагирующей смеси между стадиями происходит не в промежуточных теплообменниках, а путем добавления холодного сырья или инертного вещества. Другой пример — расчет оптимального трубчатого реактора с секционировапным теплообменником. Второе направление состоит в уточнении критерия оптимальности путем более полного учета затрат на ведение процесса. Например, результаты оптимального расчета цепочки адиабатических реакторов можво уточнить, приняв во внимание расходы на устройство промежуточных теплообменников. Наконец, третье направление — выбор оптимальных значений других управляющих параметров, помимо температуры процесса. Так, в работе [25] рассматривается вопр1>с об оптимальном профиле давления по длине трубчатого реактора, а в работе [26] — об оптимальном изменении состава каталитической системы. При проектировании стадийных схем, наряду с определением оптимального перепада температур между стадаями, может рассчитываться оптимальное количество свежего реагента, добавляемого к реагирующей смеси. Вряд ли можно даже перечислить все возможные варианты задач оптимизации методы их решения, однако, мало отличаются друг от друга. [c.397]

Как указывалось выше, надежное проектное решение должно содержать точные пределы возможных значений оптимизи-руюших, или управляющих, переменных Ху. Интервал возможных значений Ху при выбранных х к можно установить одновременно с вычислением КЭ по (8.54) или (8.55). Для этого, как правило, требуются возможно более точная аппроксимация области S и расчет критериев G и Я при найденном фиксированном Хк. Иногда в простых случаях величину КЭ (8.54) и интервал изменения управляющих параметров можно установить без аппроксимации — по виду математической модели объекта. Если аппроксимация или прямой расчет невозможны, то нельзя указать более точные пределы для %, чем те, которые определены условиями (8.52). [c.235]

В моменты точек фазового перехода реализуется некоторое критическое значение внутренней энергии в форме достижения критической концентрации парамагнитных соединений. Согласно теории фазовых переходов в такие моменты система является аномально чувствительной к флуктуациям внешних параметров. Небольшие случайные отклонения управляющих параметров в этих точках могут привести к существенному отклонению свойств системы и изменить путь ее последующего развития. С позиций синергетики подобные критические состояния называются бифуркационными и полифуркационными точками. В их окрестности достаточно слабые воздействия кардинально изменяют эволюцию системы и могут привести к "желательному" состоянию из числа многих, как правило, "нежелательных" состояний [15]. Применительно к НДС это открывает широкие возможности малыми специфическими воздействиями в окрестностях критических точек производить существенный отклик в свойствах целевого продукта. [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология