Логические операции 5 - 33

Кроме того, задаются параметры теплоносителя:

Флажок Связан с регулятором

После того, как Вы задали регулятор и его соединения и вошли в окно регулирующего клапана с помощью кнопки Регулирующий клапан, в поле Связан с регулятором автоматически устанавливается флажок.

5.5Digital Point

Этот раздел в настоящее время на русский язык не переведен.

5.6Parametric Unit Operation

Этот раздел в настоящее время на русский язык не переведен

5.7Операция Рецикл

Важнейшим требованием к моделирующей системе является умение надежно и эффективно решать задачу расчета рециклов. ХАЙСИС позволяет рассчитывать операции против направления потоков и передавать информацию насквозь через несколько операций, что позволяет решать многие проблемы с рециклами безытерационно. Например, большая часть рециклов в теплообменной схеме может быть решена без применения последовательных приближений и, следовательно, без применения операции Рецикл. Однако, материальные рециклы, когда поток или часть потока возвращается на вход системы или в промежуточную точку, требуют операции Рецикл.

Операция Рецикл представляет собой теоретический блок, который вставляется в технологический поток. Поток, входящий в рецикл, называется рассчитываемым рецикловым потоком (он рассчитывается в технологической схеме), а поток, выходящий из рецикла, называется задаваемым рецикловым потоком, его значение определяется операцией Рецикл. В процессе расчета Рецикла осуществляются следующие шаги:

5 - 36 Логические операции

Значения внутренних допусков, за исключением расхода, приведены а следующей таблице:

**Обратите внимание, что допуск на расход задается в относительных, а не в абсолютных величинах

Допуск на величину доли пара, умноженный на множитель, задаваемый в операции Рецикл, составляет 0.1. Может показаться, что эта величина является недопустимо большой. Однако, в большинстве задач в тех случаях, когда с достаточной точностью сошлись другие параметры потока, доли пара во входном и выходном потоке рецикла практически совпадают. Большое значение для допуска величины доли пара задается для тех случаев, когда итерируется состав близкокипящих смесей. В этом случае даже при минимальных изменениях в других параметрах доля пара может меняться значительно.

Например, внутренний допуск на температуру составляет 0.01, и принятый по умолчанию множитель равен 10, таким образом абсолютный допуск на температуру, который операция Рецикл использует в процессе сходимости составляет 0.01 * 10 = 0.1. Таким образом, если Вы работаете в системе СИ, температуры заданного и рассчитанного рецикловых потоков после схождения рецикла будут отличаться не более, чем на 0.1оС.

Принятый по умолчанию множитель 10 рекомендуется для большинства расчетов. Величины меньше 10 требуют более точных вычислений, т.е. чем меньше множитель, тем уже допуск на сходимость.

Разным параметрам могут быть заданы разные множители. Например, если в смеси присутствуют компоненты в очень низких концентрациях (на уровне промилей), следует изменить множитель, относящийся к составу, сделав его меньшим, чем другие множители.

Встолбце Направление можно выбрать один из следующих вариантов:

•Not Transferred – не передается

•Forwards - вперед

•Baсkwards - назад

Вариант Not Transferred используется в том случае, когда нужно передать только определенные переменные, например P, T, состав и расход. В этом случае для всех переменных кроме этих выбирается вариант Not Transferred.

Когда установлен флажок в поле Частичная передача данных, операция Рецикл выполняет шаг вычисления по отношению к любой переменной, к которой это возможно. Если флажок отключен (по умолчанию это так), Рецикл ждет, когда все параметры входного потока будут заполнены, и лишь после этого выполняет вычислительный шаг.

Логические операции 5 - 37

Страница Расчетные

На этой странице задаются величины, описывающие метод сходимости Вегстайна.

Операция Рецикл использует этот метод для вычисления параметров выходного потока на основе параметров входного потока. Метод прямой подстановки обычно не используется.

5 - 38 Логические операции

Тип Рецикла

Выберите одну из селективных кнопок для определения типа расчета операции:

•Вложенный

•Одновременный

Если указывается вариант Вложенный, то рециклы вызываются по одному всякий раз, когда соответствующие операторы готовы к вычислению. Если же указать вариант Одновременный, то все рециклы вычисляются одновременно. Если в Вашей схеме имеется только один оператор Рецикл, или несколько рециклов, не связанных между собой, используйте вариант Вложенный (он применяется по умолчанию). Если же в Вашей схеме имеется несколько пересекающихся рециклов, используйте вариант

Одновременный.

Расчетный приоритет операции Рецикл (его можно увидеть в окне Основные свойства) составляет 3500, в то время как для большинства потоков и операций эта величина равна 500. Это означает, что среди других операций Рецикл вычисляется последним. Вы можете изменить относительную последовательность вызова операции Рецикл, изменив соответствующим образом их приоритеты.

Следует упомянуть еще некоторые сведения об операции Рецикл:

•Если операция Рецикл не сходится за заданное Вами число итераций, программа останавливается. Если Вы решите, что, задав дополнительное число итераций, Вы можете свести задачу, нажмите кнопку Продолжить на странице числовых параметров. Программа заново инициализирует счетчик итераций и продолжит вычисления до тех пор, пока либо решение не будет найдено, либо заданное число итераций не будет снова достигнуто.

•Если задача не сошлась за разумное число итераций, возможно, в Вашей схеме имеются какие-то ограничения, которые не дают возможность рециклу сойтись. Например, если расход рециклового потока растет, скорее всего в схеме накапливается какое-то вещество, которое поступает на вход, но не имеет возможность выйти. Это может случиться, например, при расчете газовой установки, когда Вы пытаетесь вывести жидкие продукты с низкой упругостью паров, а паровые продукты не должны содержать жидкости даже при низких температурах. При этом часто промежуточные компоненты, такие как Пропан и Бутан накапливаются в схеме, поскольку в соответствии с заданными спецификациями они не могут в достаточном количестве поступать ни в газовый, ни в жидкий продукты. Их содержание в циркулирующем потоке постоянно растет. Возможно также, что для одной или большего количества переменных процесса задана слишком высокая точность, которую не удается получить. Это легко увидеть, просмотрев журнал сходимости и сравнив расхождение между значениями переменных на последовательных итерациях с заданными допусками.

Закладка Монитор показывает ход расчета рецикла.

•Логические операции (такие как Рецикл, Подбор и Регулятор) отличаются от других операций тем, что они меняют спецификации потоков. В результате, если Вы удалите любую из этих операций, спецификация выходного потока останется. Таким образом, удалив операцию Рецикл, Вы не потеряете какой-либо информации в схеме. Поэтому можно удалять или делать неактивным рецикл в любой момент.

•Задание допусков на сходимость является важным моментом в использовании операции Рецикл. Особенно это важно, когда совместно решается несколько рециклов. Если между рециклами не имеется

Логические операции 5 - 39

взаимодействия, или если они взаимодействуют и решаются одновременно, для всех рециклов можно применять одни и те же величины допусков. Однако, если рециклы вложенные, то для сходимости внешних рециклов допуски на сходимость внутренних рециклов должны быть заданы более жесткими. Если об этом не позаботиться, внешний рецикл может не сойтись.

Максимальное количество итераций

Когда ХАЙСИС выполняет максимальное количество итераций, выдается предупреждающее сообщение о том, что операция Рецикл не сошлась за заданное количество итераций. Вы можете сами решить, продолжать или нет дальнейшие вычисления.

Если Вы начинаете новый расчет, рекомендуется вначале использовать небольшое значение в качестве максимального числа итераций, например, 3. После того, как становится ясно, что вычисления идут нормально, эта величина может быть увеличена. Требуемое количество итераций зависит не только от сложности Вашей схемы, но также и от точности начальных приближений и от заданных допусков на сходимость.

Демпфирующие факторы - Qmax и Qmin

Метод сходимости Вегстайна использует результаты двух последних итераций для вычисления нового значения итерируемой переменной. Это значение вычисляется следующим образом:

Значение ускоряющего множителя Q вычисляется на основе изменений, которые происходят между двумя последовательными итерациями. Величины Qmax и Qmin представляют собой границы, внутри которых может изменяться ускоряющий множитель. Обратите внимание, что когда Q = 0, метод сводится к прямой подстановке. Если Q < 0, используется ускорение, если же Q > 0, применяется демпфирование.

Если Вы обнаружили, что рецикл не сходится и осциллирует, даже когда счетчик Вегстайна задан достаточно большим (что обеспечивает применение прямой подстановки), задайте несколько большее значение величине Qmax для того, чтобы демпфировать прямую подстановку.

Счетчик Вегстайна

Счетчик Вегстайна представляет собой количество итераций рецикла, проводимых до того, как используется шаг ускорения Вегстайна. По умолчанию принимается значение 3, после трех итераций заданные и рассчитанные значения параметров рециклового потока сравниваются и следующее приближение для выходного потока рассчитывается с помощью ускорения Вегстайна. Если шаг ускорения Вегстайна не применяется (во всех итерациях до шага ускорения), применяется метод прямой подстановки.

Обратите внимание, что величина, указанная в поле Задержка ускорения имеет преимущество над величиной, указанной в поле Счетчик Вегстайна. Это означает, что если в поле Задержка ускорения указана величина x, первые x итераций будут выполнены как прямая подстановка (без ускорения), даже если в поле Счетчик Вегстайна указана величина, меньшая x. На x+1 итерации будет выполнен шаг ускорения, и только после этого будет применяться величина, указанная в поле Счетчик Вегстайна.