МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«тюменский ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ университет»

Институт Геологии и Нефтегазодобычи

Кафедра «Кибернетических систем»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ»

на тему

«Построение статической модели абсорбера»

(вариант №15)

Выполнил: студент гр. АТПбз-13-1

Гришков А. В.

Проверил: к.т.н., доцент каф КС

Ведерникова Ю.А.

Тюмень 2017

ЗАДАНИЕ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ.

Для выполнения курсовой работы необходимо:

1. В соответствии с номером задания, указанным преподавателем, выбрать из таблицы 1.1 числовые данные;

2. Составить план эксперимента с учетом того, что для расчета модели необходимо получить:

• r = 25 -30 наборов входных и выходных параметров объекта.

• три группы параллельных опытов по 10-15 опытов в каждой группе. При проведении параллельных опытов на вход объекта подают одинаковые комбинации входных параметров, что позволяет оценить воспроизводимость эксперимента. Значения входных параметров для параллельных опытов выбирать произвольно.

3. Получить данные активного эксперимента, используя программную модель абсорбера (программа АБСОРБЕР).

4.По результатам эксперимента строится математическая модель абсорбера.

5.Проверку модели на адекватность произвести с помощью критерия Фишера и по корреляционной функции остатков.

Номер задания	Номер варианта	Кратность помехи	G (м3/с)	Т (0С)	L (м3/с)	X (кг/м3)	
15	3	1	23000	var	32	var	5

РЕФЕРАТ

Курсовая работа 25 с., 1 рис., 8 таблиц, 4 источников, 5 прил.

МОДЕЛЬ, АБСОРБЕР, РЕГРЕССИЯ, МЕТОД НАИМЕНЬШИХ КВАДРАТОВ, АДЕКВАТНОСТЬ, КРИТЕРИЙ ФИШЕРА.

Объектом исследования абсорбер – аппарат для осушки газа.

В работе получена статическая модель абсорбера в виде зависимости расхода осушенного газа от температуры газа и концентрации абсорбента.

Все расчеты, приведенные в работе, производились с использованием программного продукта Microsoft Excel.

Содержание

Y

Введение 5

1. Осушка газа абсорбционным методом 6

Результат активного эксперимента 8

Построение математической модели абсорбера 12

Оценка точности результатов измерений. 12

1.1.1. Определение основных статистических характеристик параллельных опытов. 12

1.1.2. Проверка результатов измерений по критерию грубой ошибки 13

1.1.3. Определение дисперсии воспроизводимости 14

1.1.4. Расчет коэффициентов модели 16

3.2. Проверка модели на адекватность 17

ПРИЛОЖЕНИЕ А 20

ПРИЛОЖЕНИЕ Б 21

ПРИЛОЖЕНИЕ В 22

ПРИЛОЖЕНИЕ Г 23

ПРИЛОЖЕНИЕ Д 25

Введение

Моделирование – основной метод исследований во всех областях знаний, научно-обоснованный способ получения оценок параметров и изучения свойств технических систем, необходимых для принятия решений в различных сферах инженерной деятельности.

Моделирование помогает понять и упорядочить результаты эмпирических наблюдений, создать логический каркас научной теории, обнаружить внутренние связи и соотношения между результатами эксперимента.

При построении математических моделей по экспериментальным данным в различных областях науки и прикладных задачах широко используется метод наименьших квадратов, позволяющий построить унифицированные модели для различных явлений.

Цель работы: Получение статической модели технологического аппарата (абсорбера) с использованием регрессионных процедур по методу наименьших квадратов.

1. Осушка газа абсорбционным методом

Осушка углеводородных газов - важное звено в процессе подготовки природных газов к транспорту по магистральным газопроводам, установок охлаждения природных и нефтезаводских газов, циркуляции газов риформинга, установок получения этана, этилена, пропилена и т. п. Все газы, подаваемые в магистральные газопроводы, подвергаются обязательной осушке от влаги. Глубина осушки определяется требованиями отраслевых стандартов и технологией процессов дальнейшей переработки газов.

В практике осушки углеводородных газов применяют абсорбционные и адсорбционные методы, причем из абсорбционных чаще всего используют осушку гликолями (этиленгликоль, диэтиленгликоль и триэтиленгликоль), а из адсорбционных силикагелем или цеолитами (природными либо синтетическими).

Широко применяется процесс низкотемпературной сепарации для извлечения углеводородного конденсата и воды.

Разнообразны методы борьбы с гидратами углеводородных газов. Применение глубокой регенерации гликолей отдувочным газом или азеотропной ректификацией позволяет осушать газы до точки росы -70 °С и ниже, что сближает процессы осушки абсорбцией и адсорбцией.

За последние годы накоплен большой материал по проектированию и эксплуатации установок абсорбционной и адсорбционной осушки, по процессам регенерации гликолей и метанола. Разработаны новые конструкции аппаратов - абсорберов, огневых подогревателей гликоля, сепараторов и др. Широко используют осушку сероводородсодержащих газов, имеющих специфические особенности, связанные с коррозией оборудования и охраной окружающей среды.

Абсорбция весьма экономична при осушке больших потоков природных газов под высоким давлением и депрессии точки росы до 60 °С. При необходимости иметь депрессию точки росы 60-80 °С и выше возможно применение абсорбции и адсорбции. В этом случае необходим сравнительный технико-экономический анализ обоих процессов исходя из конкретных условий их осуществления.

Использование жидких поглотителей при осушке газа по сравнению с твердыми поглотителями характеризуется следующими преимуществами:

- возможность осушки газов, которые содержат вещества, отравляющие твердые сорбенты;

- непрерывность процесса;

- простота автоматической системы управления;

- осушка газа до точки росы -70 °С.

Абсорбцией называется процесс поглощения газов или паров из газовых либо паровых смесей жидкими поглотителями.

При абсорбции влаги из газа процесс будет протекать до тех пор, пока парциальное давление поглощенной влаги в газе не достигнет величины парциального давления над жидкостью. Абсорбированная поглотителем влага выделяется из него в результате последующей десорбции.

Десорбция - процесс, обратный абсорбции, и его осуществляют при нагревании поглотителя, снижении давления в системе, либо подаче отдувочного газа или азеотропного компонента. Влага выделяется из раствора и переходит в газовую фазу, так как равновесное давление ее выше, чем давление в десорбируемом поглотителе.

Десорбция - наиболее сложная стадия в схеме осушки газа, и поэтому задача глубокого выделения поглощенной влаги при наименьшей затрате энергии имеет большое значение. Оптимальное решение - создание противотока между поглотителем и десорбирующим агентом, в связи с этим для десорбции используют противоточные колонные аппараты с барботажными тарелками или насадкой. Осушка углеводородных газов жидкими поглотителями обычно осуществляется в вертикальных колонных аппаратах с барботажными тарелками. Некоторое распространение на промыслах, особенно за рубежом, имеют горизонтальные распыливающие абсорберы.