Машинные эксперименты

Создание промышленного реактора. При решении задач этого уровня возникает новый комплекс проблем, требующих для своего разрешения применения всего арсенала средств современного системного анализа [101. В целом гетерогенный каталитический реактор представляет собой сложную, состоящую из большого числа элементарных звеньев систему. Детальное изучение структуры внутренних связей в реакторе и выявление главных факторов, определяющих технологический режим, дают возможность построить математическую модель, отражающую наиболее существенные моменты работы реактора. Анализ математической модели реактора с применением ЭВМ (так называемый машинный эксперимент), позволяет создать оптимально действующий промышленный контактный аппарат и систему автоматического [c.14]

Часто из-за неоднородности условий протекания процесса в реальных условиях не достигаются расчетные показатели, потому что при проектировании контактных аппаратов не уделялось достаточного внимания вопросам равномерного подвода реагирующих веществ, смешения потоков на входе в реакционный объем, нагрева и охлаждения, засыпки катализатора и т. п. Создание однородных условий работы приобретает решающее значение при проектировании реакторов большой мощности. Без всестороннего исследования реакторов с помощью математической модели и машинного эксперимента невозможно надежно и однозначно определить влияние неоднородностей на эффективность работы реакторов, установить требования, ограничивающие отклонения от однородных условий в допустимых пределах. [c.15]

Важнейшей задачей современной науки является максимальное сокращение сроков перехода от лабораторных исследований в промышленность, сокращение пути перехода от лабораторного стола к промышленной реализации. Методы кибернетики позволяют не только сократить этот путь, но и резко уменьшить число необходимых опытов, быстро выявить оптимальный вариант осуществления изучаемого процесса. Использование методов кибернетики и вычислительной техники изменяет старые традиционные методы проведения эксперимента—от ручного управления, контроля, сбора и об )аботки информации дает возможность перейти к диалоговой системе экспериментатор — электронная управляющая машина. Эксперимент проводит машина, в которую предварительно заложена программа оптимизации эксперимента. Эта система в десятки ра ускоряет проведение эксперимента, повышает надежность получаемых данных. [c.3]

При математическом моделировании расчеты, как правило, проводятся на вычислительной машине (откуда даже возник термин машинный эксперимент ). В этом случае пользоваться таблицами случайных чисел неудобно, так как они заняли бы много места в памяти ЭВМ, поэтому при расчетах на ЭВМ случайные числа генерируют с помощью специальных датчиков. Датчики бывают двух видов — физические и программные. Физические датчики используют в качестве сигнала какую-нибудь случайно изменяющуюся физическую величину (например, уровень шума в электронной лампе). [c.277]

Сотрудниками УГНТУ разработан пакет прикладных программ "Расчет ректификационных и абсорбционных колонн", позволяющий проводить расчетный анализ проектируемого и существующего фракционирующего оборудования. На основе расчетных исследований можно разработать рекомендации по повышению эффективности работы массообменных устройств, увеличению глубины отбора целевых компонентов и фракций, повышению качества продуктов разделения, снижению энергетических затрат и др. Кроме того, машинные эксперименты, в отличие от натурных экспериментов, не требуют больших капитальных и эксплуатационных затрат. [c.83]

Машина может регистрировать зависимость скорости реакции от температуры, давления, катализатора, изменения концентрации реагирующих веществ, причем индивидуально для нужного процесса ЭВМ может выдавать необходимые параметры, вычерчивать график зависимости растворимости от температуры. Тем самым она осуществляет корректировку процесса учения, комментируя и оценивая действия учащегося. В обучении химии такие расчеты на ЭВМ могут служить основой для проверки экспериментальных данных, полученных учащимися (например, по растворимости веществ при разных температурах, по определению скорости реакции и пр.). В ряде случаев расчеты п. <воляют уменьшить количество экспериментов или не проводить их совсем, обнаруживая экспериментальные ошибки. (Появился даже термин машинный эксперимент .) [c.33]

Химик обычно заинтересован в предсказании изменения свойств (в том числе термодинамической стабильности) в группе аналогичных соединений, т. е. в ответах на такие вопросы почему ртуть образует димерный ион Hg2 + гораздо легче, чем цинк почему комплексы Рс1 + с КЧ 4 планарны, а аналогичные комплексы Со2+ — тетраэдрические можно ли получить комплексы Си + с оксидом углерода и т. д. Ответ типа расчет показывает, что должны наблюдаться такие-то явления вряд ли является удовлетворительным действительно, расчеты такого типа можно считать машинными экспериментами над изучаемыми системами. Их результаты, как и результаты обычных экспериментов, нуждаются в обобщении. [c.44]

Компьютерные расчеты (Машинный эксперимент) [c.6]

Уравнение (IV. 9) позволяет найти координаты, в которых данные по изменению а вблизи от 0-точки, полученные экспериментально или с помощью машинного эксперимента, должны ложиться на прямые. Рис. IV. 7 показывает, что это предсказание теории выполняется. [c.124]

Рис. IV. 7. Экспериментальные данные для полистирола (ПС) и результаты машинного эксперимента, построенные в координатах, обеспечивающих, согласно (IV. 9), линейную зависимость [75

Исследование мелкомасштабной подвижности в разбавленных и умеренно концентрированных растворах полимеров методами поляризованной люминесценции [193], диэлектрической релаксации [194] и ЯМР [195, 196] показало, что при ухудшении термодинамического качества растворителя происходит замедление внутримолекулярной подвижности. Этот эффект был исследован также методом машинного эксперимента и объяснен увеличением локальной концентрации звеньев вблизи выделенного звена и, следовательно, увеличением среднего числа контактов между звеньями. [c.274]

Одним из главных элементов этой схемы является расчет механических характеристик шин, который включает почти все виды математического аппарата системы линейных и нелинейных уравнений, векторный анализ, обыкновенные дифференциальные уравнения и уравнения с частными производными, краевые задачи, случайные процессы и математическая статистика, численные методы и т. п. Важным является то, что имея математическую модель можно проводить машинные эксперименты по оптимизации конструкции покрышки, по изучению влияния изменений исходных данных на характеристики шины и автомобиля. В результате расчетов можно получить следующие характеристики шины данной конструкции в зависимости от условий эксплуатации, механических и термических свойств конструкционных материалов прочность и долговечность, сопротивление качению, выходные характеристики, материалоемкость, шум и другие экологические характеристики, ремонтопригодность. [c.476]

Результаты машинного эксперимента. Основные результаты машинного эксперимента сведены в табл.1 и 2. В змеевиках, состоящих и труб диаметром 0,08 м, и цри однопоточной схеме нагрева дая прокачки сырья через змеевик необходимо задавать давление на входе более 7,4 МПа,что является затруднительным в промышленных установках. [c.170]

Термодинамике мицелл посвящены многочисленные работы [1—5]. Отметим, что в сравнении квазихимической и фазовой моделей мицелл предпочтение отдавалось чаще первой, основанной на законе действия масс, хотя мицелла не является химическим соединением. Основные возражения против фазовой модели формулировались следующим образом [6] существует не ККМ, а целая переходная область мицеллообразования и, следовательно, переход к мицеллообразованию не является точкой фазового превращения химический потенциал молекул ПАВ не является постоянным в области существования мицелл, как это должно быть при наличии фазового равновесия. Оба эти возражения неправильны. Из статистической механики известно, что резкий фазовый переход может наблюдаться лишь в макроскопическом пределе (когда число молекул стремится к бесконечности). Для малых систем, какими и являются мицеллы, существует не точка, а область фазового превращения (этот факт многократно демонстрировался машинными экспериментами). Что касается постоянства химического потенциала и молекулярной концентрации ПАВ, то оно проявляется также лишь для равновесия макроскопических фаз с плоской поверхностью раздела. Если речь идет о малой фазе с искривленной поверхностью, то ее равновесие с окружающей средой может сохраняться и при переменном химическом потенциале. Можно сказать, что представление о мицелле как о фазовой частице согласуется с современными представлениями о фазовых переходах. Что касается закона действия масс, который, как известно, дает неплохие результаты при применении к мицеллам, то, как показано ниже, он хорошо согласуется и с фазовым подходом, так что оба подхода по существу дают единый метод рассмотрения мицелл. [c.139]

Моделирование проводилось в два этапа. Первоначально исследовалось влияние слоя на скорость циркуляции жидкости в нем. С использованием методов планирования машинного эксперимента была определена наиболее рациональная форма аппарата и оптимальные соотношения его размеров (см. рис. 3.10). При этом руководствовались необходимостью достижения наибольшей интенсивности и циркуляции жидкости в аппарате. На втором этапе с помощью ЭВМ исследовались закономерности распределения дисперсной фазы по объему слоя (рис. 3.12). Полученные результаты расчетов хорошо согласуются с данными эксперимента 21]. Проводилось также определение вероятности попадания частиц различных размеров в выбранную контрольную область (см. рис. 2.9) при скорости сплошной фазы = 0,2 м/с. Ниже приводятся результаты расчетов и данные экспериментальных исследований на модельном аппарате объемом около 0,15 м и диаметром 0,6 м в максимальном сечении методом отбора проб с последующим анализом [c.177]

В 1970-е годы наметился отход от моделей, и все большее значение приобретают методы молекулярно-динамического моделирования. Наибольшее значение здесь имеют методы машинного эксперимента — Монте Карло (МК) [26] и молекулярной динамики (МД) [27]. Метод МК используют, как правило, для расчета равновесных свойств вещества, метод МД применим также для определения транспортных свойств. При детальном изучении структуры вещества метод МД имеет преимущества перед методом МК. Это связано с тем, что получаемые во времени конфигурации частиц ближе к реальным, чем реализуемые путем случайного перемещения частиц. В методе МК машина просчитывает набор равновесных конфигураций системы, вероятность перехода между которыми задается больцмановским фактором ехр(- 7/ 7), и позволяет выбрать наиболее оптимальную. Начальная конфигурация выбирается произвольно. В методе МД машина путем численного интегрирования уравнений движения при выбранном потенциале взаимодействия для заданного числа частиц определяет траектории их движения. [c.17]

К машинному эксперименту относят методы Монте-Карло (МК) и молекулярной динамики (МД). Исходной информацией для них служат парные потенциалы межмолекулярного (в общем случае атом-атомного) взаимодействия, конечной — конкретные физико-химические свойства исследуемой системы в числовой или графической форме. Соответствие полученных данных свойствам реальных объектов, во-первых, определяется правильностью выбора функций i/,y.TaK, для веществ с относительно простым взаимодействием, подобно жидкому аргону, надежность результатов очень высока, для жидкой воды остается место определенным сомнениям. Во-вторых, результаты зависят от процедуры счета и При недостаточно корректной процедуре могут быть ошибочными или лишь частично верными. [c.76]

Нечто похожее имеет место и в отношении сольвофобных оболочек гетерофункциональных молекул L, содержащих как гидрофобные, так и гидрофильные группы. В литературе высказываются диаметрально противоположные мнения эти группы мешают друг другу организовывать структуру растворителя они способствуют друг другу, что ведет к большей стабилизации структуры, чем это способна сделать каждая из групп в отдельности. Решающее слово в выборе правильного варианта принадлежит машинному эксперименту, так как получить нужные сведения из физического эксперимента почти невозможно и любая интерпретация всегда будет содержать большую долю произвола. [c.79]

На основе данных машинного эксперимента мы приходим к двум основным выводам (первый вытекает также из теории) [c.80]

Здесь KfA — собственная сжимаемость молекулы растворенного вещества (для низкомолекулярных соединений /См определяется сжимаемостью ковалентных связей и вандерваальсо-вых радиусов составляющих ее атомов эта сжимаемость мала и обычно ею пренебрегают [145—147, 164]) A/ i — изменение сжимаемости воды в гидратной оболочке К, 2 — сжимаемость контактов между молекулой растворенного вещества и окружающими молекулами воды. Смысл вклада Ki,2 можно пояснить на примере гидрофобных молекул, не образующих водородных связей с молекулами воды. В водном растворе гидрофобная молекула находится в полости, образованной сеткой водородно-связанных молекул воды. Так организованы клат-ратные гидраты [165], такие структуры получаются в машинных экспериментах, выполненных методами Монте-Карло и молекулярной динамики [166, 167]. Объем полости, занимаемой молекулой растворенного вещества, должен превышать ее ван- [c.50]

При проведении машинного эксперимента варьировались дисперсия воспроизводимости наблюдений, число стартовых опытов и условий их проведения, а также численные значения кинетических констант. Причем их величины изменялись так, чтобы прогнозирующие свойства конкурирующих моделей для дискриминирующих экспериментов изменялись незначительно. Далее при выбранных численных значениях испытываемых факторов и для условий дискриминирующих опытов, определенных по классическому и энтропийному (Бокса—Хилла), методам, осуществляли поиск модели, наиболее соответствующей опытным данным. [c.196]

Но если ядра кластеров при увеличении степени конденсации стремятся к структуре металлической фазы, то схема МО приближается к схеме зон металла выделяются и постепенно расходятся по энергии блоки МО, происходящие в основном от п—1) -, пз- и пр-орбиталей металла, причем нижележащий блок р-орбиталей переходит в область несвязывающего, а затем и разрыхляющего поведения. В металлических фазах переходные металлы используют на связь с соседями не более 6 своих валентных орбита-лен пять (п —1) / и одну П5. Это значит, что по мере усложнения кластеров отношение п /пм должно уменьшаться, стремясь к 12. Действительно, если у N ( 0)4 оно равно 18, а при переходе к 1г4(СО),2 уменьшается до 15, то у [НК1з(СО)24На]2" составляет уже 13,08 (п,. = 170, Пм=13). Поэтому правила Уэйда, согласно которым /ге/пм- 14, не выполняются. В результате обобщения квантово-механического машинного эксперимента (расчета серии кластеров КН) Лауэр предложил эмпирическое валентное правило для клоза-конфигураций [c.146]

В результате последующих очевидных действий мы приходим к задаче на собственные значения для матрицы 2п X 2/г. Если отсутствуют температурные возмущения, эта задача сводится к системе (12.36) —(12.38). Здесь мы не будем вдаваться в детали (подробнее см. в работе Платтена [136]). Отметим только, что при числах Релея, не превосходящих по модулю 20-10 , критическое число Рейнольдса изменяется не более, чем на 200. Для очень больших отрицательных чисел Релея, например для 3 а = 10 , было найдено, что 16 000 < (UIe) < 20 000. Этот результат согласуется с данными Гейжа и Рида [19], которые указали на стабилизирующий эффект поперечного градиента температуры при нагревании сверху, К сожалению, точность вычислений низка. Ошибки связаны не только с несамосопряженным характером задачи, но и с вычислениями матриц высокого порядка. В большинстве машинных экспериментов, проводимых для Йа 10 , детерминанты матриц могут достигать 10 °°, [c.191]

В методическом руководстве дань рекомевдацнн по выполнению научно-исследвательскнх дипломных и курсовых работ и проектов по компьютерам в химии и химической технологии. Особое внимание уделяется таким основным этапам проектирования, как литературный обзор, машинному эксперименту и обработке экспериментальных даниьп.Методнческое руководство предназначено для студентов и преподавателей технологических специальностей Вуза. [c.4]

Теория структурной составляющей расклинивающего давления полярных жидкостей и жидкостей с межмолекулярной водородной связью (макроструктурных сил) по сути дела, только начинает развиваться. Заметного успеха здесь можно ожидать, скорее всего, на пути применения методов машинного эксперимента молекулярной динамики и метода Монте-Карло. [c.394]

Принципиальный этап развития теории глобула — клубок составили работы Лифшица, Гросберга и Хохлова [71], которые решили задачу о компактизации макромолекулы, учтя неоднородность распределения полимерных звеньев в клубке. Эта теория привела к результатам, отличающимся от простой теории Птицына — Эйзнера, и лучше согласовалась с результатами машинного эксперимента по исследованию перехода клубок-глобула, однако была слишком сложна, чтобы ею непосредственно можно было бы пользоваться для интерпретации экспериментальных данных. [c.123]

Был проведен машинный эксперимент по работе змеевика при сниженном расходе захрузки (25000 кг/ч) цри условии сохранения скорости потока на уровне проектной на выходе из печи за счет подачи водяного пара. Б результате расчетов установлено,что расход водяного пара должен составлять от 200 до 700 кг/ч на поток. Уменьшение захрузки змеевика печи по свдью в два раза (с 51,8 до 25 т/ч) сопровождается снижением напряженности теплопередачи также в два раза. Некоторое уменьшение времени пребывания продукта в зоне крекинга можно компенсировать повышением температуры (в пределах регламента) или снижением подачи водяного пара в змеевик печи. Подача водяного пара на вход в камеру конвекции имеет положительную сторону, заключающуюся в том,что позволяет изменением расхода и температуры ре17лировать глубину разложения сырья в более широком диапазоне с меньшим риском закоксовывания внутренней поверхности труб змеевика печи. [c.6]

На основании данных обслуживания установки висбрекинга Павлодарского НПЗ и цроведенных машинных экспериментов установлены причины недостаточного времени пробега змеевика печи и намечены пути решения этой цроблемы. Для усовершенствования работы установки висбрекинга рекомендуется [c.7]

Следует заметить,что выводы, полученные в результате машинных экспериментов, необходимо проверить в реальных условиях цроиыш-ленной установки. [c.7]

Методика проведения Машинного эксперимента,Расчеты при постановке машинного эксперимента проводились для трех диаметров труб змеевика, трех величин расхода сырья и двух величин расхода турбулизатора. Внутренние диаметры труб змеевика были приняты равными 0,08 0,107 и 0,15 м. Дяина зНеевиков вычислялась из условия максимального ис пользования рабочей поверхности стандартной печи для труб диаметром 0,08 м - II50, диаметром 0,107 и - 850 и диаметром 0Д5-650 м. Противодавление фиксировалось и считалось равным 1,3 МПа. Температура сырья на выходе из змеевика принималась равной 500, на входе в змеевик - 347°С. Расчеты проводились для расхода С1фья 40,60, [c.165]

Исследование влияния геометрических и гидродинамических параметров реакционного змеевика печи УЗК с помощью машинного эксперимента. Юсупов Д.Ф. В кн. Исследования в области производства нефтяного кокса. Сб. науч. тру дов. М., 1ЩИИтанефтехнш,1984,с.164-171. [c.187]

С использованием математической модели реакционного змеевика УЗК, базирующейся на законах химической кинетики,термодинамики и механики многофазных сред цроведен машинный эксперимент по оптимизации высокотемпературного нахрева нефтяных систем. Табл.2, библ.4. [c.187]

Вывод на печать производится после 1000 и 2000 просчетов функционала для каждой экспериментальной кривой, причем для подавляющего большинства машинных экспериментов Рюоо — / гооо—>-0. т. е. после 1000 просчетов функционала минимум определяется с хорошей точностью и значения независимых параметров 8о, 0, т, т) находятся однозначно. [c.60]

Нейлор Т. Машинные эксперименты с моделями экономических систем. — М. Мир, 1975. 297 с. [c.479]

В идеальном растворителе клубок ведет себя так, как показано на рис. 1 (кривая с). Этот результат опять-таки противоречит теоретическим расчетам, данным машинного эксперимента [44], одиако в работе [45] получены результаты, согласуюш иеся с нашими. Важно подчеркнуть, что характер поведения в области предельно больших концентраций не зависит от качества исходного растворителя и стремится к единице сверху. [c.166]

Как видно из сопоставления с результатами машинного эксперимента (рис. 111.11 и 111.14), минимальная длина цепи, которую уже можно в рассматриваемом смысле считать бесконечной и для которой модифицированное одномарковское приближение может быть применено, зависит от соотношения констант к(, к к , возрастая с увеличением эффекта ускорения. Для кд-.к кг= 1 5 100 минимальная длина бесконечной цепи равна 100 звеньям, для 0 1 2 = 1 50 99—200 звеньям. Отметим, что при тех же значениях длины модельной цепи параметры распределения последовательностей звеньев, рассчитанные методом Монте-Карло, совпадают с величинами, полученными при решении аналитических уравнений, выведенных для бесконечных цепей. Если же величина п меньше некоторого критического значения, исключается возможность роста длинных блоков прореагировавших звеньев, характерного для сильного эффекта ускорения, который при этом как бы искусственно подавляется, что приводит к изменению параметров распределения и уменьшению композиционной неоднородности. Поэтому для коротких цепей Оп/п меньше, чем для предельных. [c.109]

Как можно видеть из сказанного выше, в настоящее время существует достаточно большое число теорий, описывающих зависимость между коэффициентом разбухания а и параметром исключенного объема 2. Представляет интерес в этой связи провести сравнительный анализ предсказываемых этими теориями количественных результатов с помощью машинных экспериментов, описанных в предыдущих разделах, а также в следующей главе. Во всех рассмотренных до сих пор зависимостях между а и 2 параметр 2 всегда входил в виде первого члена разложения, поэтому все соответствующие уравнения в принципе можно записать в следующей обобщенной орме [c.62]

В данном, а также в предыдущем разделах при анализе различных теорий вместо обычно применявшегося сопоставления с экпери-ментальными данными проводили сравнение с результатами машинных экспериментов. Это было сделано не случайно, поскольку при анализе экспериментальных результатов пришлось бы включать в pa MOffpeHHe ряд побочных факторов, не входивших в предыдущее обсуждение, таких как молекулярно-массовое распределение, наличие стереонерегулярных блоков и т. д. В то же время учет подобных факторов является излишним при анализе теоретических уравнений. Поэтому не следует относиться к описанному выше обсуждению, эффекта исключенного объема как к кабинетному теоретизированию, не имеющему никакого отношения к реальному положению вещей. [c.65]

Таким образом, машинный эксперимент позволяет сделать одрозначный вывод, что полярные группы не способны помешать гидрофобной гидратации. Это, в свою очередь, означает, что 21 имеет сложную угловую зависимость. В менее наглядном виде это значит, по причине, отмеченной выше, что функция сложным образом зависит от взаимной ориентации молекул L. Подход к этой и связанной с ней проблемой расчета термодинамических свойств находится пока на самой начальной стадии разработки. [c.80]

Образование разделенных молекулярных пар L(S)L и тем более осцилляции (j02 2 (О нз дальних расстояниях не является атрибутом только растворов в реальной воде, и они определяются не спецификой структуры, а принципом заполнения пространства. Однако количественные характеристики этих осцилляций, безусловно, зависят от свойств растворителя. Если вспомнить, что термодинамические величины вычисляются через интегралы от функций [ехр (— 3wy)] и что вклад от интегрирования по области больших г сравнительно велик просто в силу роста г, то приходится признать, что мы очень мало еще знаем о сольвофобных эффектах, так как из-за высоких затрат махйинного времени и его высокой стоимости машинный эксперимент не проникал, по существу, на расстояния больше двух-трех диаметров молекул. [c.80]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология