1.5 Прикладное математическое обеспечение сапр

Переработка исходной информации, заключенной в базах данных, осуществляется с помощью методов математического моделирования, позволяющих не только исследовать явления, недоступные физичес­кому моделированию, но и обобщать результаты на основе много­кратного использования модели и делать прогнозы о возможном поведении процесса при изменении определяющих параметров.

Математическое описание типовых процессов химической техно­логии обычно выражается определенными классами уравнений. Это часто позволяет формализовать процесс его составления и существен­но облегчает задачу разработки алгоритмов.

Прикладное математическое обеспечение является фундаментом решения проблемы. От того, насколько совершенны его содержание и организация, зависит эффективность решения задачи. Комплекс программ, предназначенный для решения определенной задачи или класса задач (проектной процедуры или класса процедур), вместе с документацией, необходимой для его установки и эксплуатации, на­зывают пакетом программ. Функциональная схема пакета прикладных программ общего назначения приведена на рисунке . В общей задаче моделирования химико-технологического процесса функции пользователя ограничиваются постановкой задачи моделирования и состав­лением математического описания в виде, пригодном для ввода в систему (в матричном виде).

Рисунок Структура пакета программ общего назначения

Рисунок Состав прикладного математического обеспечения САПР

Основу математической модели процесса составляет его матема­тическое обеспечение, формулируемое на базе фундаментальных ис­следований в области термодинамики, химической кинетики, явлений переноса, статистических методов обработки экспериментальных дан­ных. Модели проектирования типовых пpoцeccoв, синтеза схемы, вы­бора оборудования и т. д. составляют] прикладное математическое обеспечение.

Система проектирования может быть представлена в виде отдель­ных подсистем, которые являются реализацией этапов разработки технологической схемы и содержат логически взаимосвязанные подмножества алгоритмов программно-математического обеспечения. К ним можно отнести следующие подсистемы: а) информационного обес­печения (содержащую алгоритмы расчета свойств веществ и их сме­сей); б) выбора типового оборудования и технологических схем; в) технологического расчета единиц оборудования и их комплексов в проектном и проверочном вариантах; г) синтеза стадий производства и технологической схемы в целом; д) конструкционного расчета обо­рудования (содержащую модули типоразмеров оборудования, алго­ритмы выбора оборудования из рядов стандартов); е) оценки (эконо­мической, термодинамической и т. д.) варианта схемы, способа реа­лизации процесса.

Помимо определенных таким образом подмножеств в рамках сис­темы целесообразно выделить подмножество модулей, общих для раз­личных подсистем, которые составляют библиотеку специальных про­грамм и стандартных алгоритмов. К ним можно отнести статистичес­кие методы обработки данных, методы оптимизации, стандартные методы вычислительной математики. Состав прикладного математи­ческого обеспечения, необходимого при разработке технологической схемы, приведен на рисунке .

Заключение

В условиях современного химического производства инженеру химику-технологу приходится решать сложные вопросы, связанные с проектированием и эксплуатацией технологических процессов и обо­рудования.

Основной целью учебника является расширение и систематизация знаний будущих специалистов в области проектирования химических предприятий, отдельных цехов, технологических процессов и оборудо­вания.

В курсе рассмотрены основные стадии архитек­турно-строительного проектирования химических производств, вклю­чая разработку генеральных планов, выбор типа зданий и инженерных сооружений, складского хозяйства и общественно-административных центров. Кроме того, рассмотрены вопросы специального проектиро­вания (отопление, вентиляция, условия противопожарной безопас­ности и др.), которые имеют важное значение при эксплуатации хи­мических производств.

Даны основные стадии технологического проектирования химических предприятий и оборудования. Приведено содержание разделов исходных данных для проектирования, которые являются основным документом при раз­работке проекта, приведены примеры состава исходных данных для проектирования типового химического оборудования, и конкретные методики мате­риальных, тепловых, технологических, гидравлических и механиче­ских расчетов.

Отдельная глава посвящена одному из перспективных направлений в области проектирования химических производств, каким является автоматизация процессов проектирования (САПР), основанная на физическом и математическом моделировании, а также на системном подходе к исследованию химико-технологических процессов.

Отрасль нефтепереработки и нефтехимического синтеза является ведущей и определяет прогресс химической промышленности – важного звена экономики страны. А поскольку она обеспечивает сырьем все остальные предприятия химии, то и должна развиваться опережающими темпами. Следовательно, необходимо готовить высококвалифицированных химиков-технологов, а также систематически повышать квалификацию уже работающих.

Предлагаемый курс лекций предназначен для студентов очного и заочного обучения специальности 240403 Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов. Он будет полезен инженерно-техническим работникам химической промышленности и студентам других химических специальностей.

Библиографический список

Основная литература

1. Гоберман, В.А.Технология научных исследований – методы, модели, оценки [Текст] : учебное пособие / Гоберман В.А., Гоберман, Л.А.. – М.: МГУЛ, 2002. – 390 с.

2. Глущенко, И.М. Основы научных исследований [Текст] / Глущенко И.М., Пинскер А.Е., Полянчиков О.И., Трикало. - Киев: Вища школа, 1983. – 158 с.

3. Основы проектирования химических производств [Текст] : Учебник для вузов / Под ред. А.И. Михайличенко. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. – 332 с.

4. Рудин, М.Г. Проектирование нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов [Текст] / М.Г.Рудин, Г.Ф Смирнов. - Л.: Химия, 1984. - 256 с.

5. Скобло, A.И Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности [Текст] / A.И. Скобло, И.А.Трегубова, Ю.К. Молоканов. - М.: Химия, 1982. – 584 с.

6. Тимофеев, В.С. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза [Текст]: учебное пособие для вузов / В.С. Тимофеев, Л.А. Серафимов. – М.:Высш. школа, 2003. – 536 с.

7. Перевалов, В.П. Основы проектирования и оборудование производств тонкого органического синтеза [Текст]: учеб. для вузов. / В.П.Перевалов, Г.И. Калдобский. – М.: Химия, 1997. – 288 с.

8. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии [Текст]: учеб. в 2-х кн./ В.Г. Айнштейн, М.К. Захаров, Г.А., Носов и др. под ред. В.Г. Айнштейна.. - М.: Лотос; Высшая школа, 2003.- кн.1. – 912 с, кн.2 – 872 с.

9. Соколов, Р.С. Химическая технология [Текст]: учеб. пособие для студ. высш.учеб. заведений. в 2т. / Р.С. Соколов. – М.:Гумант. изд.центр Владос, 2003. - т.1 – 368 с., т.2 – 448 с.

10. Эмирджанов , Р.Т. Основы технологических расчетов в нефтепереработке и нефтехимии [Текст] / Р.Т. Эмирджанов, Р.А Мемберанский. - М.: Химия, 1989. - 192 с.

11. Альперт, Л.З. Основы проектирования химических установок [Текст] / Л.З. Альперт. - М.: Выс. школа, 1982. - 304 с.

Дополнительная литература

1. Гуревич, Д.А. Проектные исследования химических производств [Текст] / Д.А. Гуревич. - . М.: Хи­мия, 1976. – 208 с.

2. Гуревич, И.Л. Технология переработки нефти и газа [Текст]: ч.1. / И.Л. Гуревич. - М.: Химия, 1980. – 352 с.

3. Смидович, E.B. Технология переработки нефти и газа [Текст]: ч.2. / E.B. Смидович. - М.: Химия, 1980. – 376 с.

4. Ченожуков, Н.И. Технология переработки нефти и газа [Текст]: ч.3. / Н.И. Ченожуков. - М.: Химия, 1982. – 275 с.

5. Практикум по технологии переработки нефти и газа [Текст] / под ред. Е.В. Сми­дович. - М.: Химии, 1978. - 286 с.

Методическая литература

1. Овчинников, А.Н. Основы проектирования и оборудования заводов [Текст]: учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию / А.Н. Овчинников. - Красноярск: СибГТУ, 2005. – 76 с.

2. Овчинников, А.Н. Дипломный проект (работа). Структура, требования к содержанию [Текст]: Методические указания / Красноярск: СибГТУ, 2006.- 36с.

3. Овчинников, А.Н. Проектирование промышленных предприятий. Строительное черчение [Текст]: учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию / А.Н.Овчинников. - Красноярск: СибГТУ, 2003. – 56 с.

4. Овчинников, А.Н. Основы проектирования и материальные расчеты химико-технологических расчетов [Текст]: методическое указание для самостоятельной работы / А.Н.Овчинников. – Красноярск: СибГТУ, 2003. – 35 с.

5. Поляков, Б.В. Проект установки ЭЛОУ-АВТ [Текст]: учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию /Б.В. Поляков. - Красноярск.: СибГТУ, 2000. – 26 с.

6. Поляков, Б.В. Разработка поточной технологической схемы и материального баланса НПЗ и НХЗ [Текст]: методические указания / Б.В. Поляков. - Красноярск: СибГТУ, 2001. -30 с.

7. СНиП 11-01-95. Инструкция о порядке разработки согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений. Минстрой России. Москва, 1995. - 14 с.

8. Основы промышленно-экологической безопасности объектов топливно-энергетического комплекса. Проектирование – строительство - эксплуатация [Текст] / М.: Минтопэнерго, 1997. – 97 с.