Ключевые переменные процесса

Определим теперь число степеней свободы проектирования процесса ректификации на основе метода ключевых компонентов. Процесс описывается уравнениями покомпонентного материального баланса, число которых равно числу компонентов (т), и ограничениями но составу, число которых равно числу внешних потоков ( ). Общее число переменных будет равно числу компонентов в потоках (Зга) и числу получаемых продуктов (га). Следовательно, число степеней свободы равно [c.110]

По ходу динамического программирования ключевое значение получает состояние 5 главного потока, входящего в отдельный элемент процесса, так как оно определяет оптимальное значение технологической переменной базовой системы ступени и состояние главного потока на выходе. Таким образом, при динамическом программировании в базовую систему элемента процесса не будут входить переменные целевой функции (в примере программирования работы компрессора — значения и и ), а будут приняты те переменные, которые характеризуют состояние главного потока (в примере с компрессором — значения давленип Р2 и Рз). Это изменение создает большие преимущества для расчета. Представленная на рис. 15-19 первоначальная задача состоит в том, чтобы одновременно оптимизировать единую целевую функцию с Р переменными [c.346]

Полученная формула справедлива и при К С. Я. Ъ этом случае И — К реакций не независимы и могут быть представлены как линейные комбинации К реакций, входящих в состав главного определителя матрицы стехиометрических коэффициентов. Скорости образования всех веществ могут быть выражены, аналогично (П.22), через скорости этих основных реакций тем самым задача сводится к описанному выше случаю К = К. Отметим, что хотя общее число ключевых веществ определено химизмом процесса, их конкретный выбор в значительной мере произволен [7, 8]. Вместо концентраций ключевых веществ в качестве определяющих переменных можно использовать также степени полноты независимых реакций (г = 1, 2,. .. [c.67]

Интегрирование кинетических уравнений. Совокупность К концентраций ключевых веществ может быть иначе названа вектором состава. Я-мерный вектор состава С — основная переменная, характеризующая состояние смеси, претерпевающей сложный химический процесс. Скорости образования ключевых веществ r могут быть представлены как функции только вектора С и температуры [c.68]

В начале исследования процесса инженеру часто удается на основе накопленных ранее опытных данных и теории процесса выявить независимые параметры, влияние которых необходимо изучить. Например, обычно не вызывает сомнений, что ключевыми параметрами в процессах химической технологии являются концентрация, температура и продолжительность цикла. Однако часто требуется оценить относительную важность и ряда других параметров. Иногда необходимо ограничить исследование изучением влияния трех или четырех наиболее важных параметров. Возникает также проблема ограничения экспериментальных работ областями, представляющими наибольший интерес. Усилия, необходимые для того, чтобы разделить и измерить отдельные или совместные влияния некоторых переменных, действующих одновременно в процессе, а также для того, чтобы найти оптимальные пути совершенствования процесса, в большой степени зависят от принятой общей схемы планирования экспериментальных работ. [c.7]

Простые необратимые и обратимые реакции. В процессе, с протеканием простой реакции концентрации компонентов меняются в соответствии со стехиометрией, и состав реакционной смеси определяется единственной независимой переменной — степенью преврашения X ключевого компонента, т.е. не связанной с другими переменными. Такой процесс называют несвязанным процессом. Максимальная интенсивность процесса (минимальное т) будет достигаться, если скорость преврашения г будет максимальна при каждом значении х. [c.205]

Такой же выбор независимых переменных используют и в бинарной ректификации, но при многокомпонентном питании этих параметров недостаточно, чтобы перед началом расчета полностью охарактеризовать требуемый состав дистиллята и кубового остатка. Однако при правильном выборе компонентов, для которых задаются концентрации в дистилляте и кубовом остатке, приближенное решение уравнений материального баланса позволяет получить близкое к действительному представление о составах продуктов процесса ректификации. Компонентом, для которого в качестве независимой переменной задается концентрация его в дистилляте (тяжелый ключевой компонент с номером к), как правило, выбирают самый летучий из компонентов, которые предполагается сконцентрировать в кубовом остатке. Величина Хр , характеризует допустимое количество этого компонента в дистилляте. Другим ключевым компонентом (легкий ключевой компонент с номером /) выбирают обычно наименее летучий из тех, которые должны быть собраны в дистилляте. Величина ) характеризует допустимое содержание этого компонента в кубовом остатке. [c.126]

Простые необратимая и обратимая реакции. В процессе с простой реакцией концентрации всех компонентов меняются в соответствии со стехиометрией реакции, и состав реакционной смеси определяется единственной независимой переменной - степенью превращения х ключевого компонента, он не зависит от других переменных, не связан с ними. Такой процесс называют несвязанным процессом. Максимальная интенсивность процесса (минимальное т) достигается, если скорость превращения г будет максимальна при каждом значении х. [c.150]

Если в системе одновременно протекает несколько реакций, первая задача состоит в выборе переменных, с помощью которых состояние системы описывается однозначно и с максимальной простотой. За такие переменные удобно принять концентрации некоторых выбранных веществ, называемых ключевыми. Число и номенклатура ключевых веществ должны быть выбраны так, чтобы, зная скорости образования ключевых веществ, можно было вычислить скорости образования всех остальных веществ, участвующих в процессе. В то же время скорость образования каждого ключевого вещества не должна определяться скоростями образования всех остальных, иначе это вещество, очевидно, может быть исключено из числа ключевых. [c.86]

Пусть в процессе участвуют две фазы одна-твердая-находится в дисперсном состоянии, в виде отдельных частиц, причем свойства частицы не изменяются по ее объему другая — жидкая или газообразная - является сплошной и играет роль среды, в которой находятся частицы первой фазы. Вещества, находящиеся в твердом и газообразном (жидком) состоянии, участвуют в химической реакции. Агрегатами в данном случае являются частицы твердой фазы, а средой-газообразная (или жидкая) фаза, в которой они находятся. Переменной х состояния агрегата (частицы) может служить радиус г, масса М или объем V частицы, а также массы М, ключевых компонентов, или их концентрация с в частицах. [c.95]

Подавляющее большинство важнейших биологических процессов протекает с участием ферментов, химические свойства которых рассматривают в курсах по биохимии. Ферменты играют ключевую роль в клеточном метаболизме, определяя не только пути превращения веществ, но и скорости образования продуктов реакций. Физические аспекты и механизмы ферментативного катализа подробно рассмотрены в гл. XIV, здесь же будут описаны кинетические свойства ферментативных реакций, которые определяют характер динамического поведения метаболических процессов. Характер ферментативных процессов допускает феноменологическое описание их кинетики с помощью систем дифференциальных уравнений, переменными в которых выступают концентрации взаимодействующих веществ субстратов, продуктов, ферментов. При этом достаточно использовать общие биохимические представления о последовательности событий в ферментативной реакции, не вдаваясь в физические детали механизмов, т. е. учитывать, что необходимым этапом ферментативного катализа является образование фермент-субстратного комплекса (комплекс Михаэлиса), а также использовать представления о регулировании ферментативных процессов ингибиторами и активаторами. [c.61]

Ранг К новой матрицы стехиометрических коэффициентов V, равный минимальному числу переменных, необходимых для однозначного описания кинетики процесса, согласно уравнению (11.119), не может превышать ранга матрицы а, т. е. числа линейно-независимых маршрутов. Если величина К меньше чем Р, то независимые переменные, определяющие состояние системы — концентрации ключевых веществ или степени полноты независимых реакций, выбираются так же, как в разделе II.2. [c.91]

Вместе с пониманием ключевого характера бизнес-пла-нирования возникает необходимость в функциональных и структурных изменениях Постепенно приходит осознание того, что необходимо менять отношение к планированию бизнеса, т е перейти к созданию бизнес-планов как документов, свидетельствующих о стратегическом мышлении, совершенствованию системы менеджмента качества как инструмента, оптимизирующего бизнес-процессы предприятия Готовность к переменам продиктована планами института на будущее, стремлением к выходу на международный уровень [c.64]

После ознакомления с первш алгоритмом (рис.5) возникают следующие замечания. Прежде всего построение линейной модели является грубым приближением описания реального объекта. Это связано, как показано в главе 1У, с существенной нелинейностью многих химикотехнологических процессов, а также с ненаблюцаалостью ряда ключевых переменных процесса. [c.42]

Модели применяются также и в области обучения. Мы уже достаточно подробно рассмотрели вопрос о том, как подходить к проблемам опти1Шзации процесса. Оптимизация и по сей день кое в чем остается искусством, где большую роль играют личные способности и опыт. Как научиться быстро распознавать ключевые регулируемые переменные процесса [c.241]

Игра проводится следуюпщм образом. Обучающимся дается краткое письменное описание химической стороны процесса, который им предстоит изучить о процессе им сообщается не больше того, что знал бы некий гипотетический химик к началу настоящей главы. Иначе говоря, процесс открыт — теперь его предстоит разработать. Обучающимся предлагается исходя из того, что им было сообщено о процессе, осуществить выбор переменных. Они должны не только выбрать переменные, представляющиеся им наиболее важными, но и определить, при каких значениях этих переменных стоит ставить эксперимент. Отобранные важные переменные и их соответствующие значения передаются посреднику, который вводит их в программу, описывающую данную модель, и получает ответ, выраженный в показателях выходов продуктов на соответствующее потребленное сырье. Полученная информация передается обучающемуся. Вооруженный этими сведениями, он назначает следующую серию экспериментов . В любой момент он может задавать вопросы хими-кам-технологам, статистикам или специалистам любого другого профиля, с которыми он пожелал бы проконсультироваться исключение составляют те, к1о занимался разработкой данного процесса и поэтому знает все ответы. Цель этой процедуры — найти ключевые переменные и оптимизировать заданный параметр при минимальном числе экспериментов. [c.242]

Зная механизм процесса п вид структуры модели, можнс сосгавнть уравнение материального баланса. Но так как в системе одновременно протекает несколько реакций, то первая задача состоит в выборе переменных, с помощью которых состояние системы описывается однознаяно и с максимальной простотой [М, 148, 149]. За такие переменные удоб но принять концентрации некоторых выбранных веществ, на зываемых ключевыми компонентами. Ключевые компоненть должны быть выбраны так, чтобы, зная скорости образова ния этих веществ, можио было вычислить скорости образова ния всех остальных веществ, участвующих в процессе. В тс же время скорость образования каждого ключевого компо нента не должна определяться скоростями образования всез остальных, иначе этот компонент, очевидно, может быть ис ключей из числа ключевых. [c.168]

Ключевые компоненты активной оптимизации показаны на Рисунке 14. Технологическая модель фундаментальна в оптимизации и должна действительно представлять изменения в произюдительносги установки как результат изменения независимых переменных процеоса, таких как температура, давление и расход. Объективная функция обеспечивает критерий для определения самого эффективного" режима на основе экономики процесса. Наиболее распространенные задачи заключаются в максимальной прибыли или минимальных затратах. Алгоритм решения использует эту объективную [c.114]

Предположим, что известно (или предполагается) существование некоторого распределения амплитуды колебания у хаотической системы в двумерном фазовом пространстве с физическими переменными В случае смещения предполагается, что У— относительное число перешедишх в данный момент времени частиц ключевого компонента из ячейки в ячейку, а.Х — их относительное содержание в этот момент времени в пробе. Необходимо провести дискретизацию изучаемого процесса. Речь идет о выборке временных значений У ,Х через интервал, который должен быть меньше времени установления равновесного состояния в системе. В нашем случае временной интервал задается условиями задачи. Каждому интервалу времени соответствует точка = У(пДт),Х(иДт) на фазовом портрете. Для вычисления усредненной поточечной размерности выбирают случайным образом несколько точек (см. подраздел 7.5.2). Для каждой выбранной точки вычисляют расстояние до ближайших окружающих точек. Использовать евклидову меру расстояния необязательно. Воспользуемся суммой абсолютных величин = у, (т) - 7, (х - Лт) +1У, (т) - 7, (х + Ах) , [c.698]

В основе процедуры выбора динамических переменных и параметров при моделировании поведения системы лежит временная иерархия процессов, а не их внутренняя специфика. В случае биосистем выбору помогают особенности последних. Природа как бы позаботилась о том, чтобы скорости отдельных клеточных событий сильно различались ферментативные реакции длятся секунды и минуты, синтез новых белков составляет десятки минут, самовоспроизведение клетки занимает много часов. Делению характеристик живой системы на переменные и постоянные (параметры) способствует также принцип "минимума" ("узкого места"). В цепи реакций общую скорость процесса определяет наиболее медленное звено. Варьирование скоростей быстрых стадий не отражается на длительности всего процесса - им управляет наиболее медленная стадия. В биологических объектах, где превалируют ферментативные реакции, отличащиеся насыщенностью и слабой обратимостью, прщщип "минимума" работает более эффективно, чем в простых химических системах. Разница в скоростях биохимических реакций даже на 20 % может оказаться лимитирующим фактором. В отсутствие этого принципа клетка должна была бы контролировать тысячи различных превращений и обеспечить надежность метаболизма было бы крайне сложно. В стационарных условиях следить за отдельными ключевыми реакциями, игнорируя множество других, очень выгодно. [c.100]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология