Метод математического моделирования

Стратегия применения метода математического моделирования для решения задач проектирования и эксплуатации химических производств [c.41]

Современным методом расчета и анализа процессов химической технологии является метод математического моделирования. Составная часть метода математического моделирования — установление адекватности математической модели изучаемому объекту. Адекватность может быть установлена с использованием статистико-вероятностных методов, позволяющих определить значения коэффициентов математической модели или действительного времени пребывания частиц потока, переносящих вещество или энергию. Поэтому применение таких приемов, как использование метода моментов, стало мощным средством математической оценки соответствия модели и объекта. [c.4]

Математическое моделирование реакторов для гетерогенно-каталитических процессов — частный случай математического моделирования химических реакторов. Рассмотрим основные принципы метода математического моделирования и приложения этого метода к расчету каталитических реакторов. [c.260]

Математическое моделирование и опытная проверка процесса окислительного дегидрирования бутенов на висмут-молибденовых катализаторах проведены НИИМСК совместно с Институтом катализа СО АН СССР и явились одним из первых примеров успешного применения метода математического моделирования для разработки сложных химических процессов. [c.689]

Метод математического моделирования как при решении задачи проектирования, та.к н задачи эксплуатации химических производств, позволяет разработать математическую модель ХТС в целом в виде некоторого функционального оператора, осуществляющего нелинейные преобразования вида [c.42]

Важное значение имеет использование метода математического моделирования при проектировании сложных ХТС и в связи с разработкой проекта АСУ. [c.51]

Анализ является важнейшим этапом проектирования процессов перегонки и ректификации и характеризуется определением оптимальных режимных параметров процесса и конструктивных размеров аппаратов при заданных технологических требованиях и ограничениях на процесс. Анализ сложных систем ректификации проводится методом декомпозиции их на ряд подсистем с де-тальным исследованием полученных подсистем методом математического моделирования. Проведение анализа сложных систем возможно также при одновременном решении всех уравнений си-стемы с учетом особенностей взаимного влияния режимов разделения в каждом элементе системы. Последний метод анализа является более перспективным для однородных систем сравнительно небольшой размерности, так как в этом методе не требуется рассмотрения сложной проблемы оптимальной декомпозиции системы. [c.99]

Достоинство метода математического моделирования заключается в том, что различные по характеру процессы могут иметь сходные математические модели. Это свойство аналогий позволяет, во-первых, при решении задач моделирования и оптимизации использовать аналоговую вычислительную технику, а во-вторых, в результате.решения одной конкретной задачи получать информацию о свойствах целого класса объектов, характеризующихся аналогичными математическими описаниями. Последнее обстоятельство является одним из важнейших следствий применения метода математического моделирования. Становится возможным использовать результаты, полученные при изучении одних объектов, для исследования других, вероятно, даже относящихся к другой области науки или техники [c.28]

Метод математического моделирования не исключает экспериментальных исследований. Цель таких исследований — установление математического описания системы, состояний равновесия, [c.441]

Специальное программно-математическое обеспечение АСП, позволяющее решать задачи технологического и конструкционного проектирования химических производств, может быть создано только под руководством и при участии инженеров химиков-техно-логов на основе использования методов математического моделирования ХТП, методов синтеза, анализа и оптимизации ХТС, методов теории эвристических решений, а также в результате глубокого изучения и формализации богатого опыта высококвалифицированных инженеров-проектировщиков. [c.12]

Рассмотрим возможность оптимизации циркуляционных смесителей с использованием метода математического моделирования. Как известно, оптимизация какой-либо системы включает следующие этапы выбор функции цели (или критерия оптимизации) составление содержательного описания процесса или явления, происходящего в системе разработка математической модели процесса или явления и установление ограничений на параметры составление алгоритма поиска оптимального варианта системы и режима ее работы. [c.238]

За последние 15—20 лет благодаря работам Борескова, Слинько [38—451, Кафарова [46—47] и ряда зарубежных исследователей получил значительное распространение метод математического моделирования. В настоящее время этот метод нашел широкое применение не только при описании химических реакторов, но и применительно к другим классам технологического оборудования [48- 501. [c.22]

Метод математического моделирования чрезвычайно популярен. Именно поэтому необходимо очень четко определить, что такое метод математического моделирования, что может и чего не может дать его использование. Для этого вернемся еще раз к вопросу об элементарных процессах в гетерогенном химическом реакторе для систем жидкость — жидкость или жидкость — газ. [c.22]

Моделирование, согласно определению, есть изучение какого-либо объекта на модели, которое проводится в том случае, если по каким-либо причинам мы не можем проводить это изучение на самом объекте. Математическое моделирование — изучение свойств аппарата (или системы) на математической модели. Методом математического моделирования мы изучаем реакцию системы на то или иное изменение параметров процесса либо конструкции реактора. Иными словами, эксперимент на реакторе заменяется математическим экспериментом. [c.23]

За основу для изложения методов математического моделирования и расчета гетерогенно-каталитических реакторов с газожидкостным потоком целесообразно взять случай необратимой реакции А -Ь В С, где одно из веществ, например А, газообразно, а В [c.185]

В связи с тем, что преимущества использования метода математического моделирования при решении задачи эксплуатации ХТС В настоящее время широко известны, более подробно дадим характеристику основных аспектов и преимуществ использования этого метода при проектировании ХТС. [c.51]

При различии перемешивания в аппаратах разных размеров более правильно исследовать процессы на основе решения их математического описания, используя методы математического моделирования, рассмотренные в главах III—V. [c.34]

Следует подчеркнуть, что ограничения, возникающие при математическом описании промывки осадков, обусловлены не методом математического моделирования, а сложностью объекта моделирования. [c.250]

В инженерном и экономическом отношении существенно знать количество стадий, необходимых для надежного перехода от лабораторных исследований к промышленным установкам. При отсутствии надежного и достаточно полного математического описания процесса число таких переходных стадий может быть довольно велико и к тому же не избавляет от существенных ошибок при промышленной реализации новых процессов. Метод математического моделирования может значительно улучшить это положение. Однако не следует думать, что при этом во всех случаях будут исключены стадии промежуточной проверки процесса между лабораторной разработкой и промышленным внедрением. [c.260]

Таким образом, метод математического моделирования связывает 8 единое целое все основные традиционные виды инженерной деятельности химиков-технологов — эксплуатацию, проектирование и исследование ХТС. [c.52]

Рассмотрим сравнительную характеристику общих стратегий решения задач проектирования и эксплуатации ХТС, особо выделяя -специфику -использования при их осуществлении метода математического моделирования, принципов -синтеза, анализа и оптимизации ХТС. Блок-схемы общих -стратегий решения задач проектирования и эксплуатации представлены соответственно на рис. П-4 и П-5. [c.49]

Современное развитие науки и техники отличается практической направленностью исследований, ориентацией на создание технологий комплексного использования сырья и побочных продуктов, применение малоотходных или безотходных технологических процессов, интенсивной технологии. Решение поставленных задач невозможно без повышения эффективности использования научного потенциала на основе широкого внедрения средств вычислительной техники, метода математического моделирования и методологии системного анализа. [c.3]

При решении задачи проектирования ХТС наряду с методом математического моделирования широко применяется метод физического моделирования. Метод физического моделирования используется для нахождения границ деформации коэффициентов уравнений априорной математической модели (в ряде случаев определяются и границы деформации функционального вида этих уравнений). Тем самым указанный метод применяется для масштабирования технологических процессов и аппаратов реальной ХТС, созданной на основе принятой априорной математической модели, и для установления адекватности этой математической [c.50]

На современном этапе развития метода математического моделирования прикладное математическое обеспечение, используемое на каждой из стадий и по каждому из процессов, достаточно развито и позволяет решать весь комплекс задач на высоком научно-техническом уровне. Используемые пакеты программ на основе исходных данных осуществляют весь комплекс расчетов, и в качестве выходной информации способны давать значения технологических и конструкционных параметров, экономические оценки и т. д., т. е. данные, не только определяющие отдельные стадии проектирования, но и характеристики их взаимосвязи. [c.29]

Метод математического моделирования является весьма эффективным средством оценки альтернативных вариантов технологической топологии сложной ХТС на стадиях синтеза и анализа при проектировании объекта химической промышленности. [c.51]

Метод математического моделирования позволяет осуществлять сравнительную оценку различных алгоритмов автоматического управления ХТС на технологическом и организационном [c.51]

Перед сооружением головного промышленного образца ХТС необходимо детальное обследование принятого в проекте варианта с использованием метода математического моделирования. При этом может быть получена, хотя и предварительная, но достаточно обоснованная оценка характеристик системы. Анализ результатов моделирования поможет вскрыть слабые стороны проекта, обнаружить узкие места, оценить согласованность отдельных элементов. Такое обследование позволит внести необходимые коррективы в проект, улучшить принятый вариант, а параметры элементов и параметры технологического режима ХТС выбрать наиболее обоснованно. [c.52]

Рассмотрим применение метода математического моделирования для иоследования процессов функционирования типовой ХТС реактор — ректификационная колонна , операторная схема которой представлена на рис. П-16. [c.101]

Вли5 ние состава сырья и различных параметров процесса на качество продуктов стабилизации изучалось в работе [2] методом математического моделирования процесса с помощью ЭВМ на основе потарелочного метода расчета полной колонны с отбором сжиженного газа (головки стабилизации) и сухого газа в качестве дистиллята и стабильного бензина в остатке. Материальный баланс процесса для типичного состава сырья приведен ниже (в моль/ч) [c.269]

С позиций системного подхода математическое моделирование можно рассматривать как итеративный процесс, протекающий в три этапа I) формализация изучаемого процесса - составление математического описания его модели 2) разработка алгоритма, моделирующего изучаемый процесс 3) установление адеква 1 ности модели изучаемому объекту. Метода математического моделирования позволяют исследовать различные варианты аппаратурного оформления процесса, изучить его основные особенности и вск нль резервы усовершенствования. При этом всегда гарантируется отыскание оптимальных решений в рамках используемой математической модели. [c.7]

В последние годы для расчета и проектиро- вания химических процессов, а также их усо- вершенствования широко применяются методы математического моделирования. Являясь одним из разделов химической кибернетики, эти методы позволяют подойти к решению проблемы создания промышленных реакторов. В этом аспекте особую роль приобретают вопросы составления математического описания, ибо ценность конечных результатов в значительной мере зависит от адекватности математической модели процесса его реальному состоянию. У [c.5]

Использование методов математического моделирования применительно к анализу и расчету процессов химической технологии позволяет выявлять оптимальные условия их проведения. Более того, представляется возможным не только оптимально осуществлять сами процессы, но и оптимально управлять ими при нару-пгении режимов работы или изменении отдельных параметров. [c.9]

Исследование об 1>ектов, onu i iBaeMijix дифференциальными уравнениями, методом математического моделирования представляет иногда весьма трудную вычислительную за ачу. Поэтому в ряде случаев вместо математического описания объекта дифференцналь- [c.49]

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]

Идеальным было бы такое изучение процесса, при котором можщ) проектировать промышленную установку в любом масштабе на основе теоретических расчетов с использованием данных, полученных при лабораторных исследованиях. Развивающееся в последние годы изучение механизмов процессов переноса количества движения, массы и теплоты, а также кинетики химических превращений позволило разработать расчетные методы масштабирования (методы математического моделирования). [c.441]

Б реальных условиях, когда содержание кокса на катализаторе превышает 10—15%, во избежание раз огрева зериа необходим медленный выжиг какса при газовой смеси, содержащей менее 0,5% иислорода. Даже при 31начительном удалении коксовых отложений повышение содержания кислорода до 2 и далее 10% можно производить, лишь оценив возможный разогрев. Поэтому возникает задача оптимального ведения регенерации катализатора в стационарном слое на основе методов математического моделирования. Поскольку сформулировать для этого случая универсальный критерий оптимальности затруднительно, целесообразен технико-экономический анализ неакольких возможных вариантов регенерации. Подробнее методы получения таких вариантов для слоя зерен будут рассмотрены в главе 1. [c.134]

В настоящее время мощным средством повышения эффективности научных исследований при решении задач расчета, анализа, отимизации и прогнозирования химико-технологических процессов стал метод математического моделирования [1]. При наличии полнот информации о механизме процесса (термодинамике, кинетике, гилродинамике) составляют детерминированную математическую модель, представляющую собой систему дифференциальных урав-не Ий обыкновенных или в частных производных. Для определения неизвестных констант, входящих в систему дифференциальных уравнении и проверки адекватности математической модели процесса, проводится эксперимент. [c.5]

Применение рассматриваемых методов расчета представляет большой интерес для многослойных реакторов, например реакторов платфор/минга, гидрокрекинга, гидроизомеризации и т. л. В таких реакторах катализатор располагается в нескольких последовательно расположенных слоях, причем имеется возможность различных вариантов регенеращии с подачей всего количества кислорода в первый слой или с его распределением между слоями. Большое число возможных вариантов практически иоключает определение оптимального режима при экспериментальном исследовании, и выбор между различными вариантами регенерации может быть сделан только методами математического моделирования. [c.156]

Метод математического моделирования эаключается в том, что явления, протекающие в заданном объекте, и их взаимосвязь количественно описываются системой математических уравнений, которая п представляет собою математическую модель объекта. Для каталитических реакторов математическая модель в общем случае должна включать в себя всю систему уравнений кинетики, макрокинетики, гидродинамики и теплообмена, которым посвящены главы I —П1 и VI. Численные значения коэффициентов модели могут меняться при изменении масштаба реактора, но структура модели остается неизменной. Значения коэффициентов модели, таких, как кинетические константы, коэффициенты диффузии и тепло- и массопереноса могут определяться как экспериментальным путем при лабораторных или стендовых исследованиях, так и расчетно-теоретическим путем. При наличии модели и известных значениях коэффициентов с применением ЭВМ могут быть исследованы различные варианты реактора для заданного процесса и проведена его оптимизация. [c.260]

В книге рассмотрены общие принципы построения и аппаратурной реализации автоматизированных систем проектирования объектов химической промышленности. Предложена общая стратегия применения метода математического моделирования для решения задач проектирования и эксплуатации химических производств, приведены математи,-ческие модели типовых процессов химической технологии как основъ автоматизированного проектирования подробно изложены принципы, методы и алгоритмы синтеза оптимальных технологических схем химических производств, приведены примеры проектирования крупнотон нажных агрегатов с использованием ЭВМ. [c.4]

Оценка вариантов технологической тонологии сложной ХТС экспериментальными -методами без использования метода математического моделирования может привести к грубым просчетам. Это обусловлено тем, что сравнение вариантов структуры ХТС для условий нормального функционирования оборудования в общем случае не дает возможности получить их объективную оценку. [c.51]

П р о е к т н ы й анализ — связан с явным (физическим) или модельным анализом предложенной схемы получения продукции. Здесь требуется точное определение топологии объекта, параметров сырья и выходной продукции, источников энергии и т. д. Чаще всего физическая реализуемость идеи проверяется на основании аналогов производства или экспериментальных лабораторных исследований. Эти данные являются базовыми для формирования технологической (принцппиальной) схемы производства. Однако многовариантность ее реализации не позволяет априори сделать оптимальный выбор без использования ЭВМ. Дороговизна и сложность экспериментального обследования диктуют настоятельную необходимость выбора технологической схемы методом математического моделирования. На этом этапе во многих случаях эффективным является наличие возможности непосредственного изменения схемы в интерактивном режиме, так как исключается анализ заведомо нереализуемых вариантов. Этот этап можно интерпретировать как предварительную проработку проекта. [c.32]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология