Объект химической технологии

В качестве заказчика выступает министерство, ведомство или объединение. Заказчик формулирует основные требования к проектируемому объекту химической технологии, выдает исходные требования машиностроительным министерствам на изготовление сложного технологического оборудования с длительным циклом [c.11]

Проектирование объектов химической технологии нуждается в огромном количестве исходных данных, особенно на стадии научно-исследовательских работ (составления регламента). Эти данные [c.56]

Второй подход подразумевает существование отдельных моделирующих блоков, которые соответствуют, как правило, различным объектам химической технологии, стыкуются с помощью координирующей программы и рассчитываются последовательно один за другим, причем в случае необходимости могут проводиться и итеративные расчеты. Такой подход предполагает проведение предварительного анализа ХТС с целью выявления оптимальной последовательности расчета моделирующих блоков. [c.588]

Применять при использовании упрощенных моделей объектов химической технологии [c.590]

Расчет ХТС имеет ряд особенностей, которые проистекают из специфики объектов химической технологии. Эти особенности становятся очень наглядными при рассмотрении моделирующих блоков в качестве информационных преобразователей. В общем случае математическую модель объекта химической технологии можно представить состоящей из трех основных частей балансовой части равновесных условий кинетической части. [c.591]

Интегрально-гипотетический принцип синтеза ХТС. Математическая формулировка алгоритма основана на понятии коэффициентов разделения, которые используются при расчете процессов разделения. У каждого объекта химической технологии, моделирующий блок которого входит в библиотеку, выделяются входные и выходные потоки, которые соответствуют входным и выходным материальным потокам (рис. 11.3). Каждому входному потоку ставится в соответствие смеситель, а каждому выходному — разделитель. Имеются также подсистемы входа в ХТС, которые имеют только выходные потоки, а также подсистемы выхода, которые обладают только входными потоками. [c.602]

В реальных ситуациях, как правило, существует априорная информация о внутренней структуре процессов, протекающих в промышленных объектах химической технологии. Поэтому подход к синтезу оператора с позиций черного ящика обычно уступает по своей гибкости и эффективности второму и третьему подходам. [c.13]

Существенным фактором, вынуждающим к значительным упрощениям, нри математическом описании процессов является многомерность объектов химической технологии. Так, если сформулировать замкнутую систему гидромеханических уравнений типа (1. 66) для каждой тарелки колонны разделения, то решение соответствующей системы уравнений для промышленной колонны, содержащей десятки тарелок, может привести к непреодолимым трудностям. [c.14]

Сложность объектов химической технологии иногда приводит к необходимости ограничиваться их описанием в виде конечных функциональных соотношений, по существу минуя стадию построения оператора Ф как совокупности дифференциальных, интегральных и интегро-дифференциальных уравнений с соответствующими дополнительными условиями. Обычно этим приемом пользуются для характеристики статических режимов работы системы. В общем случае целевой технологический показатель у, характеризующий состояние системы, зависит от нескольких варьируемых переменных х , х ,- х . Между ними существует функциональная связь общего вида [c.91]

В ряде случаев при моделировании сложных объектов химической технологии необходимо учитывать процессы как детерминированной, так и стохастической природы. При этом результирующее математическое описание объекта обычно представляется в форме интегро-дифференциальных уравнений. Например, такая форма уравнений характерна для уравнения баланса свойств ансамбля частиц дисперсной фазы в аппарате, где эффекты взаимодействия (дробления—коалесценции) задаются соответствующими интегралами взаимодействия в дифференциальном уравнении для многомерной функции распределения частиц по физико-химическим свойствам. Другим характерным примером интегро-диффе-ренциальной формы функционального оператора объекта может служить дифференциальное уравнение, описывающее процесс диффузии или теплопереноса, свернутое по временной координате с помощью функции распределения элементов потока по времени пребывания в аппарате. [c.202]

Из сказанного следует, что любой непрерывный объект химической технологии, в котором происходит физико-химическая переработка потоков жидких, газообразных или сыпучих сред, можно рассматривать как пуассоновскую систему с точки зрения распределения частиц потока по времени пребывания в аппарате. [c.210]

Подчеркнута важность таких фундаментальных понятий, как переходная матрица состояния и весовая функция динамической системы, лежащих в основе интегральной формы представления функциональных операторов ФХС, которая, как будет показано ниже (см. гл. 8), весьма удобна при решении задач идентификации объектов химической технологии в условиях случайных помех. [c.306]

Заметим, что требование линейности системы в незначительной мере ограничивает общность предлагаемой методики, которая применима, для широкого класса нелинейных объектов, если воспользоваться методом нелинейных преобразований случайных функций. Специфика нелинейных объектов химической технологии такова, что практически почти всегда есть возможность свести нелинейные дифференциальные операторы к линейным или квазилинейным интегральным операторам. Это достигается либо путем разложения решения нелинейного дифференциального уравнения по параметру [8], либо с помощью простой замены переменных [15]. [c.475]

Дано теоретическое обоснование топологического метода описания физико-химических систем, изложена техника построения диаграмм связи для широкого класса объектов химической технологии, описаны машинно-ориентированные алгоритмы обработки информации в виде диаграмм связей, рассмотрены многочисленные примеры применения методики. [c.2]

Топологический принцип формализации процедур системного анализа, положенный в основу развиваемого в книге подхода, существенно базируется на математическом аппарате теории графов, который, как показала практика системных исследований, оказался весьма эффективным как на уровне больших ХТС [6, 7], так и на уровне электрических, электромеханических и отдельных видов термодинамических систем [15, 45, 46]. В последнем случае особенно удобным является язык диаграмм связи, в основе которого лежит понятие диссипации энергии [3, 4, 45, 46]. Из дальнейшего изложения будет видно, что специфика объектов химической технологии как ФХС оказывает существенное влияние на рабочий математический аппарат диаграмм связи вводятся новые элементы, процедуры и понятия обосновываются специфические диаграммные фрагменты типичных подсистем ФХС определяются новые типы структур слияния, отражающие характер совмещения потоков субстанций в локальной точке пространства вводятся новые понятия локальных и глобальных диаграмм связи и т. п. Поэтому предлагаемую монографию следует рассматривать как новую методологию анализа специфических объектов — ФХС на основе их структурного (топологического) представления. [c.15]

Совершенствование средств вычислительной техники позволило качественно по-новому подойти к исследованию объектов химической технологии. Развитие же методов математического моделирования и системного анализа позволило изменить также методологию исследования диффузионных процессов, происходящих в аппарате, что нашло выражение в раскрытии причинно-следственных связей явлений через уровни иерархической структуры аппарата и производства в целом. Технологический процесс анализируют, начиная с оценки протекающих в нем физико-химических явлений до интегральных оценок с учетом взаимосвязей между отдельными уровнями. Полученное в такой форме описание характеризует наиболее общие признаки процесса и может рассматриваться как математическая модель процесса. Наложение начальных и граничных условий сужает задачу, ограничивая ее конкретными условиями протекания процесса в некотором аппарате. [c.7]

Сегодня существует ряд объектов химической технологии, для которых многолетние попытки автоматизированного управления с применением ЭВМ не дают существенного повышения эффективности функционирования. Примером таких объектов являются газотранспортные системы (ГТС) и химические предприятия. Существующие АСУ ТП транспорта газа выполняют в основном функции контроля, сбора и хранения информации, поступающей с объекта, лишь иногда осуществляя отдельные функции планирования и оптимизации процессов транспорта газа. В то же время разрабатываемые методы и алгоритмы оптимального управления ГТС оказываются непригодными для оперативного управления, которое по-прежнему осуществляется диспетчером-ЛПР на основе интуиции, практического опыта эксплуатации и разнообразных инструкций. Одной из основных причин малой эффективности и практической значимости существующих АСУ является абстрагирование от важнейших особенностей функционирования ГТС при разработке алгоритмов управления и представление ГТС как традиционного объекта автоматического управления (ОАУ). [c.41]

При поиске семантических решений НФЗ используют следующие типы фреймов (ФР) — фреймы-объекты, фреймы-операции и фреймы-ситуации. ФР-объекты отображают знания о различных объектах химической технологии, которыми являются химические элементы и вещества, технологические потоки, процессы и аппараты химической технологии, ХТС и т. п. ФР-операции и ФР-ситуации отображают знания о различных законах химической технологии о разнообразных физико-химических явлениях, происходящих в аппаратах ХТС о возможном взаимодействии различных ХТП в [c.64]

Для разработки моделей представления знаний об объектах химической технологии, которые обладают многозначными свойствами, необходимо использовать теорию нечетких множеств. Пусть /—универсальное множество всех свойств, подходящих для описания рассматриваемого объекта (например, некоторые физические переменные, физико-химические и термодинамические параметры, некоторые понятия и т. д.). Каждому объекту с многозначными свойствами может быть поставлено в соответствие НМ — F, отображающее только одно свойство этого объекта, такое, что для любого свойства и, е и можно ввести функцию принадлежности Цр и ) е [О, 1]. Рассмотрим с точки зрения теории НМ понятие —лингвистическая переменная (см. разд. 2.1), на котором базируется методика создания моделей представления нечетких знаний. [c.112]

Состояние объекта химической технологии часто характеризуется высказыванием в виде условного предложения Если А, то В, иначе С , где А, В, С—нечеткие подмножества универсальных множеств и, V и IV соответственно. С использованием теории множеств это предложение записывается в следующем виде [c.115]

В книге в доступной форме изложены основы методом оптимизации (классический анализ, вариационное исчисление, принцип максимума, динамическое, линейное и нелинейное программирование) с иллюстрацией их на объектах химической технологии. Сформулированы общие положения, касающиеся выбора критериев о[1ти-мальности химико-технологических процессов, и приведены их математические модели. Рассмотрены задачи, связанные с оптимизацией конкретных процессов. [c.4]

При математическом моделировании объектов химической технологии обычно принимаются во внимание следующие элементар-Hfiie процессы 1) движение потоков фаз 2) химические превращения ) массообмен между фазами 4) теплопередача 5) изменение агрегатного состояния веществ (испарение, конденсация, растворение и т. д.). [c.44]

Проблематичными являются вопросы передачи ударного воздействия объектам химической технологии. В связи с этим и представляют интерес импул1 сные электродинамические и электроразрядные устройства. Общей чертой обоих устройств является использование накопителя электрической энергии, от которого она через коммутатор передается излучателю. [c.72]

Основным путем повышения эффективности использования математического обеспечения для решения задач химической технологии является разработка и применение программно-машинных комплексов широкого доступа в области оптимизации, ироектирования и управления. Применение таких систем повышает интеллектуальную вооруженность исследователя, позволяя в более короткие промежутки времени и на более высоком научном уровне принимать продуманные решения при анализе и, особенно, проектировании объектов химической технологии. [c.4]

Территориальное размещение объекта химической технологии является важнейшим фактором, влияющим на экономическую эффективность результатов проектирования. Ответственным за организацию выбора района строительства производства является заказчик проекта. Проектная организация с привлечением в необходимых случаях специализированных проектных и изыскательских организаций получает все требуемые данные для анализа и технико-экономического сравнения различных вариантов размещения производства с целью выбора оптимального. Исходной информацией для такого выбора являются следующие данные количества и источники сырья и топлива размещение ръгаков сбыта готовой продукции количество и качество имеющейся технологической воды потребность в энергии (электрической и тепловой) требуемые размеры строительной площадки с учетом перспективы расширения производства потребность в рабочей силе (по квалификациям) и возможность их подготовки в районе будущего строительства объекта количество и состав отходов, подле- [c.14]

Как правило, нри моделировании того или иного объекта химической технологии основные трудности встречаются при расчете кинетической части, в то время как рассмотрение балансовой части и равновесных условий является относительно простым и позволяет получить достаточно ценную информацию, которая может быть использована еще до расчета основного блока в целях проверки принципиальной осуществимости моделируемого или синтезируемого процесса, балансового расчета или пересылки тех или иных параметров. Поэтому при создании общей моделирующей программы, призванной решать как задачи моделирования, так и задачи синтеза ХТС, целесообразно оформлять результаты анализа балансовой части и равновесных условий в виде отдельных блоков, которые могут быть названы минимоделирующими блоками (МБ) и которые должны отрабатываться еще до работы основных блоков в целях, перечисленных выше. [c.591]

Следует, однако, заметить, что при использовании большинства стандартных процедур идентификации применительно к химикотехнологическим процессам возникает ряд трудностей. Эти трудности в значительной мере обусловлены тем, что при оперировании в расчетах формальным аппаратом алгебры (который является основным при дифференциально-разностной аппроксимации канонических дифференциальных уравнений состояния) недостаточное внимание уделяется специфике объектов химической технологии и характерным свойствам протекающих в них процессов (неста-ционарность шумов в самом широком смысле, распределенность параметров в пространстве, возможная нестационарность структуры функционального оператора, специфические виды нелинейностей и т. п.). В этой связи представляет интерес разработка вероятностно-статистических методов идентификации, основанных [c.16]

Один из возможных путей преодоления трудностей, возникающих в задачах оценки параметров состояния и идентификации объектов химической технологии, состоит в использовании аппарата статистической динамики, оперирующего с интегральными операторами и весовыми функциями исследуемых систем. Интегральная форма связц между входными и выходным сигналами через весовую функцию системы предпочтительна как с точки зрения устойчивости помехам, так и с точки зрения эффективности вычислительных процедур. Достоинство данного подхода к решению задач идентификации состоит также в том, что открывается возможность Широко использовать замечательные свойства аналитических случайных процессов при синтезе оптимальных операторов объектов с конечной памятью . Заметим, что требование линейности системы для реализации данной методики в незначительной мере снижает ее общность. Как следует из рассмотренного в главе Примера, эта методика применима для широкого класса нелинейных объектов химической технологии, если воспользоваться методом нелинейных преобразований случайных функций. Специфика нелинейных объектов в химической технологии такова, что практически почти всегда можно свести нелинейные дифференциальные операторы к линейным или квазилинейным интегральным операторам. Это достигается либо путем разложения решения нелинейного дифференциального уравнения по параметру, либо с помощг.ю специальной замены переменных. [c.495]

В практической реализации распознаюпщх систем важную роль играет метод кодирования переменных. Обычно для этой цели используется двузначное кодирование [49, 501. Для объектов химической технологии, характеризующихся существенной инерционностью и непрерывностью изменения технологических параметров, иногда целесообразно трехзначное кодирование траекторий переменных [53, 541. Пусть — интервал временного, а А/1 — интервал уровневого квантования переменной х. Тогда значение переменной в момент Т=МА1 вычисляется по формуле я [c.121]

Однако для реальных промышленных объектов химической технологии, как правило, характерно наличие априорной информации о внутренней структуре процессов, протекаюпщх в них. При этом связь между поведением всей системы в целом и составляюпщх элементов можно установить либо на основе общих методов механики сплошной среды, либо на основе блочного принципа построения модели системы, исходя из набора элементарных типовых операторов. Поэтому изложенный здесь первый подход к синтезу функционального оператора ФХС, рассматриваемый как самостоятельный метод, обычно уступает по своей гибкости и эффективности второму и третьему подходам, о которых речь пойдет ниже. Вместе с тем очевидно, что в комплексном использовании и взаимном дополнении формальных и неформальных методов описания ФХС заложены большие возможности повышения эффективности решения проблемы синтеза функциональных операторов ФХС. [c.131]

Среди промышленных объектов идентификации большой сне цификой и своеобразием отличаются химико-технологические процессы. Так, для объектов химической технологии характерны большие степени нелинейности, распределенность параметров, нестационарность входных шумов и помех измерения, непрерывный дрейф основных показателей процессов и т. п. Все это накладывает существенные ограничения на применение стандартных методов идентификации и требует разработки специальных методов, которые в максимальной степени учитывали бы эту специфику. В связи с этим из второй группы методов представляется целесообразным выделить и рассмотреть отдельно статистический метод идентификации объектов с конечной памятью на основе понятия аналитических случайных процессов и задачи о минимизации квадратичного функционала. [c.287]

Среди объектов идентификации большой спецификой и своеобразием отличаются химико-технологические процессы. Для объектов химической технологии характерны большие степени нелинейности, существенная распределенность параметров в пространстве и времени, нестационарность и взаимная коррелиро-ванность входных шумов и помех измерения, непрерывный дрейф технологических показателей процессов, деформация физикохимической структуры протекающих в объектах процессов и т. д. Перечисленные факторы лежат в основе тех значительных трудностей, которые возникают при решении задач оценки переменных состояния и идентификации объектов химической технологии на основе стандартных методик, рекомендуемых современной теорией динамических систем и рассмотренных выше. [c.474]

На примере решеция задачи оценки переменных состояния нелинейного объекта химической технологии показано, что высокое качество оценки переменных состояния нри достаточно большом уровне помех (до до% уровня полезного сигнала) достигается за счет использования в алгоритме интегральных операторов, способствующих сглаживанию помех хорошая сходимость решения обусловлена конструкцией дуального фильтра с конечной памятью , применение кохорого позволяет на каждом шаге интегрирования системы почхи полностью исключить влияние шума объекта и помех измерения. [c.495]

Специфика объектов химической технологии как ФХС накладывает свой отпечаток на рабочий аппарат диаграмм связи. Для описания характера совмещения и взаимодействия потоков субстанций в локальном объеме ФХС наряду с ранее определенными узловыми структурами О и 1 вводятся новые структуры слияния 01 и 02, играющие важную роль при топологическом описании сложных объектов химической технологии. Определяются кодовые диаграммы основных типов структур потоков и физико-хими-ческих явлений в гетерофазных ФХС. Класс энергетических элементов и диаграмм связи расширен за счет введения псевдоэнергетических элементов и топологических структур связп, что позволило существенно расширить сферу применения топологического метода описания ФХС. Так, введение новых инфинитезимальных операторных элементов позволяет наглядно и компактно представить весь сложный комплекс физико-химических явлений, происходящих при бесконечно малых преобразованиях точек сплошной среды. Последнее открывает широкие перспективы для топологического описания систем с распределенными параметрами. Наконец, для учета информации о начальных и граничных условиях и ее использования при топологическом описании ФХС предложен конструктивный метод представления геометрической информации в диаграммной форме и преобразования ее к аналитическому виду с помощью специальных логико-алгебраических операций (ЛАО). [c.102]

Рециклические процессы в химической технологии представляют собой совокупность сложных связей, образованную прямыми и обратными потоками сырья и энергии между технологическими единицами, т. е. наличие рециркуляции придает любому объекту химической технологии характер системы. [c.285]

Адсорбционные процессы относятся к наиболее сложно описываемым и моделируемым объектам химической технологии в силу того, что требуют в значительной мере более детального подхода к формированию модели в связи с. многообразием кинетических факторов, сопровождающих диффузию сорбата в макро-, мезо- и микропорах сорбента и необходимостью учета как специфических характеристик самого сорбента (например, состав и свойства активных центров, условия регенерации), так и особенностей взаимодействия в конкретной системе адсорбент - адсорбат и на стадии адсорбции, и на стадии регенерации. В связи с этим представляет интерес феноменологическая модель адсорбционного процесса в виде длины зоны массопередачи Lo. Зона массопередачи участок длины (высоты) слоя сорбента, в котором и протекает собственно сорбционный процесс с интегральным учетом всех его реалий, перемещающийся по длине слоя от начала к концу процесса в неподвижном слое сорбента и равный необходи юй высоте слоя в процессах в движущемся или псевдо-ожиженном слоях сорбента. [c.30]

На первом этапе построения ФР-прототипов проводят концептуальный анализ ПО, в результате которого вь1деляют виды объектов химической технологии, технологических операций и технологическо-организационных ситуаций, характерных для данной ПО. Например, если в качестве ПО рассматривается генерация рациональных семантических решений НФЗ синтеза оптимальных технологических схем установок газофракционирования (ГФУ), то основными объектами химической технологии являются технологический поток ХТС , аппарат ХТС, в котором осуществляется типовой ХТП разделения , колонна ректификации , теплообменник и др. технологическими операциями являются типовые ХТП — абсорбция , ректификация , конденсация , охлаждение , нагревание . Технологическо-организационные ситуации — это совокупность обстоятельств, которые обусловливают функционирование ХТС и различных ХТП. [c.120]