4 Оптимальное проектирование
Цель оптимального проектирования: создание достаточно эффективного и экономичного производства
Оптимальное проектирование предполагает нахождение таких вариантов аппаратурного оформления процесса, при которых определенный его показатель имеет наибольшее или наименьшее значение
Типичными примерами таких задач являются проектные разработки, в которых требуется обеспечить возможность реализации процесса с наименьшими затратами на его
аппаратурное оформление или требуется выбрать вариант аппаратурного оформления процесса, позволяющий получить
4 Оптимальное проектирование
Решение задач оптимального проектирования требует наличия математических моделей процессов
Математические модели процессов позволяют эффективно использовать математические методы оптимизации, определять оптимальные решения на той или иной стадии проектирования
Решение задач оптимального проектирования, как правило, требует огромного объема вычислений, выполнить которые возможно лишь при достаточно мощных средствах вычислительной техники и рациональном их использовании
Проектирование процессов обычно выполнялось на основе весьма приближенных расчетов и оценок, что чрезвычайно задерживало сроки осуществления и освоения новых производств
Для проектирования в настоящее время широкое распространение получили системы автоматизированного проектирования (САПР).
5 Управление
Задачи управления ХТП неразрывно связаны с задачами оптимального проектирования. Часто возможность реализации найденного проектного решения целиком определяется возможностью осуществление того или иного варианта оптимального управления процессом
Для задач оптимального управления современными химическими производствами характерна четко выраженная иерархическая структура в соответствии с конкретным назначением системы
◦Первый уровень - управление отдельными процессами производства. Эти задачи решаются локальными средствами автоматизации
◦Второй уровень - управление совокупностью отдельных процессов, составляющих законченное производство (АСУТП)
◦Третий уровень - управление функционированием совокупности целого ряда производств, подчиненных единой производственной программе (АСУП)
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ХИМИКО- ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Виды моделирования
Физическое
Физическое моделирование
При физическом моделировании изучают само явление при его воспроизведении в разных масштабах
Эксперимент проводят непосредственно на изучаемом физическом процессе
Опытные данные обрабатывают представлением их в форме зависимостей безразмерных комплексов (критериев подобия)
Физическое моделирование сводится к воспроизведению постоянства определяющих критериев подобия в модели и объекте
Таким образом, деформация физической модели производится непосредственно на самом объекте,
где протекает физический процесс
Этот подход требует воспроизведения процесса в
больших масштабах (вплоть до заводских)
Лабораторная установка |
Пилотная установка |
Физическое моделирование
Опытно-промышленная |
Промышленная установка |
|
установка |
||
|
Физическое моделирование
Физическое
моделирование
Для сравнительно простых систем (например,
гидравлических или тепловых с однофазным потоком)
принцип подобия и физическое моделирование оправдывают себя
Для сложных систем и процессов использование физического подобия практически невозможно
Поэтому основным методом расчета сложных процессов химической технологии стал метод математического моделирования, позволяющий оценивать
оптимальные режимы проведения процессов и условия управления ими
Математическое моделирование
Стадии
математического
моделирования: