1. Описание и основные возможности

DESIGN-II для WINDOWS

Как было сказано выше, в настоящее время в мире существует относительно небольшой выбор конкурентоспособных программных оболочек для уточненного моделирования стационарных и динамических химико-технологических систем. Основные принципы функционирования оболочек едины и достаточно хорошо описаны в отечественной литературе. Основная причина подобия программных оболочек показана на рис.2.

Как видно, большинство наиболее распространенных в настоящее время программных оболочек произошло от САПРов MicroChess и FlowTran, которые были основаны на единых теоретических основах синтеза, анализа, расчета и оптимизации ХТС. Вероятно, именно этим можно объяснить единую функциональную структуру указанных оболочек

На рисунке 3 видно, что основой программной оболочки является функциональное ядро системы, которое непосредственно производит расчеты материальных и тепловых балансов, обменивается данными с базами данных, производит ввод/вывод и т.п. Необходимой частью системы являются заполненные фирмой-изготовителем базы данных по чистым веществам (вязкость, плотность, теплоемкость, теплопроводность и т.п.) и по процессам (уточненные модели реакторов, смесителей, делителей, колонн ректификации, теплообменников и т.д.). Системой также предусматривается возможность пользователя расширять базы данных по веществам и по процессам, формируя временные базы данных пользователя. Таким образом, при единых основах и единой функциональной структуре программные оболочки могут отличаться друг от друга лишь различным набором баз данных по веществам и по процессам, качеством интерфейса и возможностями ядра системы.

Особенность программной оболочки Design-II для Windows соответствует названию оболочки: "Design" – проектирование, конструирование. На самом деле, наряду с возможностями производить моделирование и оптимизацию сложных химико-технологических систем эта программная оболочка позволяет одновременно производить проектный расчет параметров основного технологического оборудования и имеет возможности, отсутствующие у других программных оболочек. При этом имеется возможность:

• уточненного моделирования системы трубопроводов (горизонтальных, вертикальных, наклонных) для двухфазных систем с учетом теплопередачи и возможности образования жидкостных и газовых "пробок";

• расчета параметров различных смесей аминов, позволяющих моделировать колонные аппараты с учетом кинетики массоотдачи;

• уточненного расчета ректификационных колонн с определением их диаметра;

• расчета параметров теплообменников и сепараторов;

• детального определения режимов расчета каждого модуля с помощью ключевых слов и посредством внедрения программ пользователя на алгоритмическом языке Фортран;.

• обработки экспериментальных данных и расчета недостающих свойств веществ по существующим свойствам и структуре веществ с одновременным созданием файла базы данных пользователя;

• легкого расширения баз данных по веществам и процессам;

• создания ХТС неограниченных размеров посредством "сшивки листов";

• доступа пользоватей к базе данных по свойствам чистых веществ, включающей: молекулярную массу, структуру, критические свойства, давление насыщенного пара, теплоту парообразования, теплоемкость идеального газа, вязкость газа и жидкости, теплопроводность газа и жидкости, удельный объем, поверхностное натяжение, др;

• экспорта результатов расчета в MS Excel.

К указанному следует добавить то, что Design-II предназначен для использования небольшими инженерными компаниями, поэтому цена его лицензии гораздо меньше, чем у других программных оболочек. Это достигается за счет использования более простого интерфейса пользователя и никак не влияет на функциональные возможности системы, что делает его особо привлекательным для использования в России.

Рассмотрим основные правила пользования программной оболочкой Design-II для Windows на примере разработки простой ХТС, включающей в себя, два теплообменника, смеситель и реактор.