39

Системный анализ химико-технологических процессов

Курс лекций для студентов 3-го курса специальности МАПП

Введение 2

1. Основные принципы системного анализа 4

2. Общая характеристика ХТС 7

3. Графы и матрицы как средство структурного анализа ХТС 10

4. Применение графов для описания иерархических систем 15

5. Применение графов и матриц для описания конструктивных схем химических агрегатов 18

6. Элемент ХТС и его характеристики 26

7. Технологическая структура ХТС 29

8. Классификация переменных величин, характеризующих работу ХТС 29

9. Свойства ХТС 31

10. Задачи, решаемые при проектировании ХТС 32

11. Методы расчета материальных и тепловых балансов ХТС 32

Литература 39

Введение

Системный анализ – это совокупность методов, основанных на использовании ЭВМи ориентированных на исследованиесложных систем– технических, экономических, экологических и т.д. Результатом системных исследований является, как правило, выбор вполне определенной альтернативы, например параметров конструкции или параметров технологического режима.

Большинство химических процессов протекают в сложных химико-технологических системах (ХТС), каждая из которых представляет совокупность аппаратов и машин, объединенных в единый производственный комплекс для выпуска продукции. Расчет и оптимизация технологических режимов отдельных аппаратов не всегда приводят к оптимальному режиму работы ХТС в целом. Определить параметры оптимального функционирования всей системы можно лишь с учетом связей между элементами ХТС, которые обуславливают их взаимное влияние. Настоящая учебная дисциплина посвящена методам оптимизации, а также анализа и синтеза ХТС. Основной метод исследования ХТС – математическое моделирование.

Любая ХТС имеет свою структуру и заданные параметры, которые подразделяют на конструкционные и технологические. Так как настоящий курс читается будущим инженерам-механикам, то при изложении материала основной упор сделан на освещение конструкционных параметров ХТС и всего, что с ними связано.

Цель преподавания дисциплины заключается в овладении будущими специалистами методами системного анализа химико-технологических процессов и оборудования.

Задачами изучения дисциплины является ознакомление студентов с основами:

• анализа и синтеза конструктивных схем химико-технологического оборудования;

• анализа и синтеза химико-технологических схем.

Предмет изучения дисциплины:

• основные принципы системного анализа;

• основы теории графов;

• способы представления конструкций аппаратов и технологических схем с помощью графов;

• алгоритмы расчета статических и динамических режимов химико-технологических процессов.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

• основы системного анализа химико-технологического оборудования и технологических схем;

• принципы построения топологических моделей химико-технологического оборудования и технологических схем;

• методы составления алгоритмов расчета режимов химико-технологических процессов;

уметь:

• делать анализ и синтез конструктивных схем химико-технологического оборудования;

• делать анализ и синтез химико-технологических схем;

иметь навыки:

• описания конструкций аппаратов и химико-технологических схем с помощью графов;

• использования компьютера при расчетах химико-технологических процессов и аппаратов.

Дисциплина входит в федеральный компонент общепрофессиональных дисциплин и является промежуточной в системе инженерной подготовки.

Дисциплина базируется на знаниях, полученных студентами при изучении дисциплин:

• Математика.

• Информатика.

• Процессы и аппараты химической технологии.

• Моделирование химико-технологических процессов.

• Общая химическая технология.

Дисциплина является базовой при изучении дисциплины «Основы автоматизированного проектирования».