Понятия анализа, оптимизации и синтеза ХТС

Понятие степени свободы ХТС

Совместность и определенность систем уравнений балансов ХТС.

Общий вид систем уравнений материально-тепловых балансов ХТС.

Понятия анализа, оптимизации и синтеза ХТС.

Лекция №6

При поиске научно обоснованных решений разнообразных задач эксплуатации, реконструкции и проектирования ХТС возникают три вида научно-исследовательских операций: анализ, оптимизация и синтез ХТС.

Анализ ХТС – изучение свойств и эффективности функционирования системы в зависимости от структуры технологических связей между элементами и подсистемами, а также в зависимости от значений конструкционных и технологических параметров системы и от параметров технологических режимов элементов.

Основная цель анализа ХТС состоит в том, чтобы математически связать характеристики состояния системы с параметрами и характеристиками состояния отдельных элементов (подсистем) в зависимости от структуры технологических связей между элементами ХТС.

Оптимизация ХТС – определение для данной ХТС при заданной технологической топологии, типоконструкциях каждого элемента, при известных входных переменных и при ограничениях на значения параметров технологических режимов каждого элемента таких значений параметров технологических режимов, конструкционных и технологических параметров элементов, которые обеспечивают оптимальное значение показателей эффективности функционирования ХТС.

Синтез ХТС – создание ХТС для производства заданной химической продукции с учетом определенных требований к функционированию ХТС, а также различных физико-химических и технологических ограничений на их выполнение. Эта операция включает выбор химического способа производства целевых продуктов, разработку технологической топологии системы (выбор видов химико-технологических процессов, типоконсрукций каждого элемента, выбор структуры и определение покомпонентного состава технологических связей между элементами), определение конструкционных и технологических параметров каждого элемента, обеспечивающих функционирование ХТС при оптимальных значениях показателей эффективности функционирования ХТС и свойств ХТС.

Рассмотрим особенности процедур поиска решений задач анализа, оптимизации и синтеза ХТС.

Процедура поиска решений задач анализа ХТС – совокупность различных формализованных вычислительных процедур, которые могут автоматизировано выполняться ЭВМ по определенному алгоритму без участия человека.

Процедура поиска решений задач оптимизации ХТС – многократно повторяемые процедуры анализа ХТС при различных допустимых значениях управляющих или оптимизирующих переменных ХТС.

Процедура поиска решений неформализуемых задач синтеза ХТС – сочетание творческих интеллектуальных процедур и обычных вычислительных процедур.

Творческими интеллектуальными процедурами, которые не поддаются полной формализации и алгоритмизации, при поиске решений задач синтеза оптимальных и ресурсосберегающих ХТС являются, например, процедуры выбора:

- химического способа производства продуктов,

- типов химико-технологических процессов,

- типоконструкций аппаратов,

создания структуры технологических связей между аппаратами. Указанные творческие интеллектуальные процедуры могут осуществляться только лицом, принимающим решения, в режиме интеллектуального диалога с ЭВМ, который позволяет в наиболее полной мере эффективно использовать как творческие способности этого человека, так и вычислительные возможности ЭВМ.[4, с. 47-48]

Задачи синтеза, оптимизации и анализа каждого возможного альтернативного варианта проектируемой ХТС решают по следующим этапам:

- выбор определенного типа элементов ХТС в соответствии с заданной целью функционирования системы;

- разработка технологической топологии ХТС, которая удовлетворяет требованиям критерия оптимизации функционирования системы;

- согласование параметров технологических потоков и нахождение материально-тепловых нагрузок на элементы ХТС;

- составление символических математических моделей элементов ХТС;

- определение технологических и конструкционных параметров элементов ХТС;

- разработка оптимальной стратегии решения задачи анализа функционирования или полного расчета ХТС.

Этап согласования параметров технологических потоков и определения материально-тепловых нагрузок на элементы ХТС является основным. Для дальнейших расчетов и исследований проектируемой системы. Указанные параметры и нагрузки находят путем расчета материальных и тепловых балансов системы.[1, с.36]

Дата добавления: 2014-01-11