Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ХТС учебн. пособие.doc
Скачиваний:
56
Добавлен:
17.08.2019
Размер:
1.66 Mб
Скачать

1. 4. 3. Аппаратный уровень

Аппаратный уровень включает уровень потока и уровень реактора. На уровне потока рассматривается протекание процесса на совокупности твердых частиц, капель жидкости, зерен катализатора и других разновидностях «малого объема», находящихся в потоке реагирующих веществ. Для получения закономерностей функционирования реакционной зоны необходимо иметь информацию о температурных и концентрационных полях, описываемых математическими уравнениями или другими способами. Температурные и концентрационные поля зависят от характера движения потока, в частности, от интенсивности продольного и радиального перемешивания. Таким образом, анализ процесса на уровне потока сводится к анализу влияния температурных и концентрационных полей на среднюю скорость химико-технологического процесса или соотношение скоростей при протекании процессов со сложными последовательными или параллельными реакциями.

На уровне реактора учитывают конструктивные особенности реакционных зон, их число, взаимное расположение, соотношение технологических показателей процесса при прохождении потока из одной реакционной зоны в другую, а также взаимодействие нескольких потоков с различными фазовыми состояниями, протекающими через одну реакционную зону.

Аппаратный уровень анализа химико-технологических систем изучается в курсе «Процессы и аппараты, их конструирование для химических производств».

1. 4. 4. Уровень химико-технологической системы

Этот уровень является самым важным в системном декомпозиционном анализе. Здесь учитываются взаимные связи между реакторами, теплообменниками, смесителями и другими аппаратами, используемыми для переработки сырья в конечные продукты. От характеристик элементов ХТС и технологических характера связей зависит качество функционирования химических производств.

Эффективность работы ХТС можно повысить изменением технологических связей между существующими в системе аппаратами; улучшением функционирования основных элементов аппаратов ХТС путем изменения технологических режимов их работы (оперативное управление) или изменением типов аппаратов (стратегическое управление); введением в ХТС дополнительных элементов или образованием новых внешних связей.

Химико-технологические системы обладают совокупностью свойств, которые надо учитывать при проектировании нового и реконструкции старого производства.

  • Чувствительность ХТС к внешним и внутренним возмущениям (воздействиям). Желательно, чтобы система была мало чувствительна к возмущениям.

  • Управляемость системы. Для обеспечения требуемой управляемости необходимо совместное проектирование ХТС и соответствующей системы управления.

  • Надежность системы – это свойство сохранять работоспособность в течение заданного времени функционирования.

  • Помехозащищенность системы – это свойство ХТС эффективно противостоять внутренним и внешним возмущениям.

  • Устойчивость системы, т.е. способность ХТС возвращаться в исходное состояние стационарное состояние после устранения возмущений, вызвавших выход системы из этого состояния.

  • Эмерджентность – это свойство системы приобретать новые качества, которыми не обладают элементы в отдельности, благодаря объединению элементов в систему.

  • Интерэктность системы, т.е. взаимное влияние друг на друга элементов, образующих ХТС.

При исследовании существующих и разработке новых химико-технологических систем выделяют задачи синтеза, анализа и оптимизации.