Модели процессов структура

Структуру математической модели составляет математическое описание процесса, которое представляет собой систему уравнений, причем каждое из них может быть любого вида (алгебраическое, трансцендентное, дифференциальное, интегральное ит. п.)[811. Приведенные ранее математические описания процесса теплопередачи являются частными, пригодными только для отдельных конкретных случаев, что очень затрудняет составление алгоритмов теплового расчета для всех промышленных аппаратов. Универсальная математическая модель процесса теплопередачи в элементе охватывает все известные в технике элементарные схемы тока. Модель статическая и получена из уравнений теплового баланса, теплопередачи и уравнения Н. И. Белоконя (1411 для среднего температурного напора. [c.113]

Для определения влияния внутренней диффузии на скорость контактного процесса нужно знать уравнение скорости в кинетической области и значения эффективного коэффициента диффузии Dg. Здесь коэффициент можно найти по результатам измерений скорости реакции на зернах разных грануляций либо рассчитать, если известны коэффициенты молекулярной или кнудсеновской диффузии и принята определенная модель внутренней структуры зерна (значения и тг). [c.289]

На этапе макрокинетических исследований решают следующие задачи 1) выбор типа опытного реактора, осуществляемый в соответствии с данными об организации процесса 2) определение модели гидродинамики процесса на основе данных о структуре потоков 3) анализ диффузионных эффектов, процессов массо- и теплопереноса в аппарате и оценка соответствующих тепловых и диффузионных параметров 4) синтез статической математической модели и процесса, установление ее адекватности 5) статическая оптимизация 6) синтез динамической модели процесса и установление ее адекватности анализ параметрической чувствительности 7) анализ устойчивости теплового режима процесса 8) динамическая оптимизация. [c.29]

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТРУКТУРЫ ПОТОКОВ, КАК ОСНОВА ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ [c.55]

МИКИ двухфазных систем. Дано теоретическое обоснование основной количественной характеристике двухфазной системы — фактору гидродинамического состояния двухфазной системы. Введено математическое описание структуры потоков, возникающих в промышленных аппаратах, как основы построения математических моделей процессов массопередачи. Даны количественные оценки неравномерности распределения элементов потока по времени пребывания в аппаратах, а также расчет параметров математических моделей структуры потоков. [c.4]

В табл. 2.2 приведены математические модели процесса массопередачи для разных структур парожидкостных потоков, их математические описания и аналитические решения, опубликованные в литературе. [c.89]

Вначале исследуют гидродинамическую модель процесса как основу структуры математического описания. Далее изучают кинетику химических реакций, процессов массо- и теплопередачи с учетом гидродинамических условий найденной модели и составляют математическое описание каждого из этих процессов. Заключительным этапом в данном случае является объединение описаний всех исследованных элементарных процессов (блоков) в единую систему уравнений математического описания объекта моделирования. Достоинство блочного принципа построения математического описания заключается в том, что его можно использовать на стадии проектирования объекта, когда окончательный вариант аппаратурного оформления еще неизвестен. [c.46]

Этап 4. Изучение адсорбционных процессов, сопровождающих химические реакции (определение моделей пористой структуры и кинетики адсорбции работа на экспериментальном оборудовании). [c.19]

Нерегулярная стохастическая пористая структура катализатора представляется в виде статистических ансамблей взаимосвязанных структурных элементов. Это позволяет применять иерархический принцип построения математических моделей физико-химических процессов в пористых средах. Каждый уровень иерархии предполагает выбор своей модели процесса, наиболее адекватно отражающей особенности его протекания. [c.141]

Итак, располагая набором приемов и подходов к построению математической модели каталитического процесса на зерне катализатора с учетом возможных вариантов геометрического строения его пор, можно приступать к реализации стратегии принятия решений для синтеза адекватной структуры модели процесса, идентификации ее параметров и выбора оптимальной пористой структуры зерна катализатора. Как видно, исходный объем правил, рецептов и знаний настолько велик, разнообразен и сложен, что оптимальная реализация стратегии принятия решений в этих условиях не может быть осуществлена без привлечения машинных способов переработки информации. [c.162]

Многоуровневая структура системы основана на разделении во времени задач оперативного и неоперативного управления. На неоперативном уровне производится проверка адекватности и коррекция параметров математических моделей процессов в аппаратах отделения, адаптация стратегии управления к изменяющимся условиям эксплуатации, а также расчет коэффициентов упрощенных моделей. Оперативный уровень обеспечивает работу алгоритма управления на участках стационарности. При этом решаются задачи статистической обработки и анализа информации, поступающей с объекта, расчета ненаблюдаемых переменных процесса и поиска текущих управлений. [c.339]

Электрохимический метод исследования кинетики жидкофазных каталитических реакций основан на том, что, измеряя потенциал катализатора и используя кривые заряжания для данного металла в данном растворителе, можно с достаточной точностью определить концентрацию сорбированного газа (водорода, кислорода) на поверхности катализатора. Знание этой концентрации и зависимости ее от таких параметров, как парциальное давление газа, концентрации реагентов и продуктов, природа растворителя, pH среды и т. п., дают хорошее обоснование для модели процесса и структуры кинетических уравнений. [c.75]

В общем случае составляющие критерия оптимальности зависят от всех факторов, управляющих свойствами катализатора химического состава, структуры пор и размера и формы частиц. Строгое решение задачи оптимального подбора катализатора с отысканием глобального максимума критерия по всем факторам должно производился по уравнениям математической модели процесса с учетом режима эксплуатации катализатора, поскольку последний существенно влияет не только на кинетику химической реакции, но и на общую длительность работы катализатора, частоту и длительность его регенерации. При этом еще надо учитывать концентрации целевого и побочного продуктов реакции в катализате, поскольку это отражается на расходах по стадиям выделения и очистки целевого про- [c.188]

Информационная модель процесса проектирования отражает структуру внутренних взаимосвязей между функциональными частями проекта химического производства. [c.112]

Логико-статистическая модель надежности ХТС представляет собой некоторый моделирующий алгоритм, который позволяет имитировать на ЭВМ сложный стохастический процесс функционирования системы как последовательность конечного числа взаимосвязанных элементарных стохастических состояний [1, 2]. В логико-статистических моделях надежности структура и особенности процесса -функционирования системы описываются с использованием аппарата алгебры логики, а количественная оценка надежности системы осуществляется с применением статистического моделирования [1, 2, 86, 206, 207]. [c.160]

Методологически задача выполнения научных исследований для оценки параметров (или выбора) модели процесса или ХТС состоит из нескольких этапов, а именно а) задания некоторого множества моделей объекта на основе фундаментальных законов (закономерностей) или априорной информации б) разработка структуры, состава, элементов, системы управления и изготовления экспериментальной установки в) планирования и проведения экспериментов на установке г) обработка экспериментальных данных для идентификации модели (определения параметров) д) выдачи модели процесса или ХТС на стадию проектирования. При неудачном выполнении одного из этапов в указанной последовательности цикл действий может повторяться с любого из этапов, т. е. длительность проведения эксперимента и обработки результатов зависит от четкости его постановки, корректности математического обеспечения и уровня автоматизации. [c.58]

Основу математической модели составляет его математическое описание, формулируемое на базе фундаментальных исследований в области термодинамики, химической кинетики, явлений переноса, статистических методов обработки экспериментальных данных. С точки зрения машинной реализации математическому описанию свойственны причинно-следственные отношения между элементами, так как отдельные модели по своей структуре содержат большое число взаимосвязанных подзадач. В этом смысле к математической модели процесса применимы общие принципы системного анализа, что находит выражение в использовании блочного принципа ее построения. [c.110]

Основой модели являются уравнения (11.3) и (11.4), причем уравнение (11.3) можно рассматривать как балансовую часть модели, а (11.4) как кинетическую. На основании рассмотрения балансовой части модели и структуры потоков в теплообменнике можно получить ряд важных соотношений, которые и войдут в состав МБ теплообменника. К ним относятся неравенства (11.1), которые представляют собой условия, при невыполнении которых процесс теплопередачи принципиально не может быть осуществим, а также модель пересылки — соотношения (11.2). Неравенства (11.1) являются весьма полезными с точки зрения проверки информации на противоречивость, а также являются как бы контрольно-пропускным пунктом на входе в моделирующий блок. Соотношения (11.2) позволяют широко распространять получаемые данные по информационной модели ХТС. [c.594]

Построение математической модели заключается в составлении уравнений связи между основными параметрами процесса. Общая структура математической модели процесса массопередачи (без учета теплообмена) имеет вид [c.6]

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТРУКТУРЫ ПОТОКОВ — ОСНОВА ПОСТРОЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ МАССОПЕРЕДАЧИ [c.171]

Использование рассмотренного выше математического описания при проектировании снимает проблему масштабного перехода, поскольку кинетическая модель процесса ректификации (на первом уровне иерархии) инвариантна относительно размера аппарата, а изменение эффективности контактного устройства обусловлено изменением гидродинамической обстановки на контактном устройстве, что количественно описывается уравнениями деформации параметров комбинированной модели структуры потока жидкости. [c.148]

К решению задачи синтеза оператора, описывающего гидродинамическую структуру потоков в технологических аппаратах, можно подходить по-разному. Например, с точки зрения формальной теории динамических систем задача сводится к проблеме минимальной реализации (см. 2.5). В этом случае для решения задачи достаточно знать функцию отклика системы на известные входные возмущения. Однако при моделировании процессов в технологических аппаратах, как правило, нет необходимости считать объект черным ящиком , так как почти всегда существует априорная информация о важнейших особенностях структуры потоков в аппарате. Другая менее формальная и более технологичная точка зрения на синтез математической модели гидродинамической структуры потоков в аппаратах состоит в выборе наилучшего в известном смысле оператора из ограниченного множества возможных операторов для аппарата данной конструкции. [c.240]

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]

Постановка задачи идентификации. Процесс адсорбции реагентов на катализаторах принято рассматривать протекающим в 4 стадии диффузия в объеме газовой фазы диффузия из объема газа к внешней поверхности катализатора диффузия внутри пор катализатора диффузия из объема поры к внутренней поверхности (обратимая адсорбция на активных центрах [56, 57]). Такому упро-щеннохму механизму соответствует математическое описание процесса адсорбции в зернах катализатора, модель пористой структуры которого предлагается квазигомогенной, в следующем виде [c.212]

Рассмотрим методы проверки адекватности на примере исследования модели процесса массообмена иа барботажных тарелках. Очевидно, следует различать два этапа проверки адекватности модели реальному процессу первый - это проверка адекватности модели структуры потока жидкости (по С-кривой, -кривой и т. д.) второй - проверка адекватности модели реальному процессу массопередачи. [c.131]

На основании конкретного представления об условиях осуществления процесса различают следующие типовые математические модели по структуре потоков в аппаратах модель идеального смешения модель идеального вытеснения однопараметрическая ди№гзионная модель явухпараметьическая диф-й)узионная модель ячеечная модель комбинированные молели. Математические описания перечисленных моделей будут рассмотрены в последующих разделах учебного пособия. [c.11]

Вся система уравнений 2а с указанными уточнениями структуры и уравнений (8.3а)—(8.6), совместно с табл. 8.1 служит достаточным основанием для решения кинетической модели процесса при условии экспериментального определения кинетических констант реперных углеводородов для каждого конкретного катализатора и констант в уравнениях (8.3а)—(8.6). [c.197]

Одной из основных причин низкой эффективности существующих АСУ ТП транспорта газа является разработка алгоритмов управления на основе представления ГТС как традиционного объекта управления с использованием только детерминированных или стохастических моделей процессов транспорта газа. Структуру таких АСУ ТП можно описать кортежем [c.267]

Сущность этого принципа состоит в следующем. Пусть математическая модель процесса, заложенная в УВМ, имеет вид (111,1), где X — неизвестные параметры. В УВМ через определенные промежутки времени поступают данные о входных и выходных переменных процесса. Тогда неизвестные параметры математической модели находятся так, чтобы имеющаяся математическая модель наилучшим образом аппроксимировала полученные экспериментальные данные. Конечно, применение настраивающейся модели основано на гипотезе о том, что изменения в процессе не изменяют структуры модели, а изменяют некоторые ее коэффициенты. Ясно, что задача подстройки модели также является [c.130]

Для теоретического обоснования предлагаемой физической модели процесса температурного разделения газа в канале и его струйной структуры следует рассмотреть устойчивость цилиндрического течения. В теории гидродинамической устойчивости выделяют два основных типа неустойчивости, которые достаточно полно представлены продольным течением Пуазейля и азимутальным течением Куэтта. При исследовании устойчивости течения в цилиндрических каналах считается, что достаточно рассмотреть устойчивость относительно каждой отдельной винтовой гармоники смещения [c.40]

Математическое описание процесса адсорбции в зернах катализатора, модель пористой структуры которой предположим ква-зигомогенной, будет иметь следующий вид [c.163]

Зависимость размерной скорости распространения фронта м = ии от скорости фильтрации немоното нна и имеет отрицательный минимум, а 0ц > 0. При ао = максимальная температура и скорость распространения фронта полностью определяются всеми прочими параметрами и, в частности, параметром X. Но как видно из оценок (3.48) и (3.49), всегда можно подобрать такое значение Я, при котором фронт распространяется навстречу потоку газа. В то же время при конечном значении параметра ао скорость распространения меньше, чем при бесконечном, а значит, тем более она отрицательна. О структуре фронта реакции — его профиле — можно судить на основании выражений (3.42), показывающих, что в зоне прогрева (охлаждения) температурные профили имеют экспоненциальный характер, а также на основании оценок максимальной температуры и ширины зоны химической реакции. Хотя структура теплового фронта в зоне реакции существенно зависит от кинетической модели процесса, такие характеристики, как максимальная температура и ширина реакционной зоны, вполне достаточны для практических целей. В частности, анализ приведенных оценок позволяет сделать вывод о том, что для реакторов с неподвижным слоем катализатора при низких входных температурах и малых адиабатических разогревах реакционной смеси можно всегда подобрать такие условия ведения процесса, при которых в нестационарном режиме будет достигнута достаточно высокая максимальная температура, обеспечивающая большую скорость химического превращения, причем достигнута она будет на небольшом участке слоя катализатора [16]. Реальные ограничения на максимальную температуру связаны только с величиной допустимого гидравлического сопротивления слоя катализатора. [c.89]

Разработанный метод решения проблемы построения модели зерна и модели кинетики адсорбции был использован при изучении процесса адсорбции угловодородов на многокомпонентном никелевом сплавном катализаторе СКН-35 [75]. Для квазигомо-генной модели пористой структуры СКН-35 проверяли на соответствие экспериментальным данным, полученным в проточном лабораторном реакторе, три конкурирующие модели кинетики адсорбции углеводородов С использованием м.н.к. [c.168]

В соответствии с этим выделяются и уровни экспериментальных исследований, выполняемых интегрированной или распределенной АСНИ. Так, при исследовании каталитического реактора стратегия выделения уровней исследования (и соответственно проведения экспериментов) приведена на рис. 3.4. [61. Всего выделяется шесть уровней иерархии элементы ХТС, аппаратов, слоя катализатора, зерна катализатора, поверхности зерна катализатора и молекулярный уровень. Эта структура является типичной при построении математических моделей процессов химической технологии. [c.60]

Фундаментальная проблема разработки САПР заключается в формировании прикладного математического обеспечения. Отсутствие физического аналога процесса на стадии проектирования предъявляет высокие требования к его математической модели. Математическая модель процесса на стадии проектирования является не только многофункциональной, но и имеет переменную структуру в зависимости от гидродинамических, кинетических и иных условий ее применения. Поэтому при разработке модели следует исходить по возможности из общих методов восприятия и преобразования данных, в рамках же САПР модель трансформируется в зависимости от конкретных условий приложения, т. е. подстраивается под ситуацию. Основным принципом конструирования таких моделей является модульность. Модель представляется в виде совокупности отдельных элементов, структурированных на основе физических (гидродинамика, кинетика, равновесие и т. д.) или иных (удобство, относительная независимость и т. д.) соображений. Эффективность применения такой модели будет зависеть от способа структурирования и организации интерфейса между модулями. И опять оперативная оценка параметров конкретного варианта модели невозможна без применения АСНИ. [c.619]

Итак, реализация системного подхода к исследованию технологических процессов приводит к созданию комплекса математических моделей элементов, взаимосвязь между которыми определяется принятой иерархической структурой. По существу вопрос состоит в том, чтобы создать, используя формализованное описание элементов и средства вычислительной техники, программно-машинную систему как совокупность взаимодействующих элементов, объединенных единством цели или общими целенаправленными правилами взаимоотношений [3]. Важно подчеркнуть, что система должна обладать целостностью совокупности элементов, иметь интегральный характер и единство цели для всех элементов со всей слон<постью взаимодействия. Комплексами математиче-ских моделей процессов с указанными свойствами являются опё рационные системы. [c.9]

Математическаи модель переменной структуры. Аналитической формой модели процесса фосфорилирования, записанной в виде диаграммы связи на рис. 5.4, служит система уравнений переменной структуры [c.343]

Таким образом, имеет место непрерывная деформация диаграммы связи по мере перемещения зоны химического превращения сополимера в ионит по реакционному пространству. Вместе с изменением структуры диаграммы меняются и структура уравнений математической модели процесса, а также моделирующего алгоритма. Учитывая разбиение гранулы на элементарные слои и объединяя диаграммы связи кинетики реакций сульфирования и разложения тионилхлорида для -го слоя, получим нзображен- [c.354]

Аналитическая форма математической модели процесса сульфирования с предварительным набуханнем в тионилхлориде. Аналитической формой модели процесса сульфирования, записанной в виде диаграммы связи на рис. 5.12, является система уравнений переменной структуры [c.356]

Из диаграммы связи процесса фосфорилирования получены аналитическая форма математической модели переменной структуры и соответствующий моделирующий алгоритм. Контрольный расчет системы уравнений переменной структуры показал, что процесс установления равновесия в жидкой среде протекает за несколько секунд, тогда как весь процесс фосфорилирования длится в течение нескольких часов. Это позволяет внести упрощения в топологическую и аналитическую модели фосфорилирования. Упрощенная модель использовалась при решении обратной задачи для уточнения коэффициента массопроводимости в твердой фазе (грануле сополимера) с целью его дальнейшего применения в расчетах промышленных реакторов. Разработанная математическая модель процесса фосфорилирования удовлетворительно описывает экспериментальные данные (расхождение экспериментальных и расчетных данных не превышает 10%). [c.369]

Модель процесса пневмотранспортирования по горизонтальной трубе. Сведения, полученные о структуре двухфазного потока в горизонтальной трубе позволяют критически оценить существующие физические модели пиевмотранспортного процесса. [c.41]

Проведенные исследова1шя на примере серого чугуна показали, что в структуре железо-углеродистых сплавов присутствуют углеродные скопления в виде фуллеренов. Таким образом подтверждается выдвинутая нами гипотеза о фуллеренной модели образования структуры железо-углеродистых сплавов. Разработанная нами модель позволяег достаточно убедительно объяснить взаи.модействие железа и углерода в процессе фазовых превращений при о.члаждении сплавов, появление дефектов кристаллического строения, механизм разрушения. [c.32]