Реферат: Возможная схема этапов оптимизации ХТС - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Возможная схема этапов оптимизации ХТС

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 93 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Возможная схема этапов оптимизации Х ТС Введение Процессы химической технологии это сложные физико-химические процессы , протекающие как в пространстве, так и во времени. В них участвуют потоки энергии (тепло и холод) и многофазные и многокомпонентные потоки веществ а. При разработке схемы конкретного процесса химической технологии следу ет, путем оптимизации, найти наилучший (по принятому критерию) вариант ре шения из конечного множества альтернативных. Такой путь выбора вариант а схемы часто называют синтезом схем. Синтезу схем предшествует физико-х имическое исследование исходной смеси, проводимое с целью выявления ог раничений на получение требуемых (конечных) продуктов. Такое исследован ие можно назвать предсинтезом схем. Предсинтез схем позволяет в большин стве случаев как существенно снизить размерность оптимизируемого множ ества альтернативных вариантов, так и на самом начальном уровне отброси ть нереализующиеся варианты при синтезе оптимальных схем. Еще одним эта пом разработки схемы химико-технологического процесса (ХТП) является вы бор оптимальных вариантов конструкции и функционирования конкретных а ппаратов и узлов схемы. Разработку схемы химико-технологического процесса можно рассматриват ь как иерархическую задачу, разделив ее на несколько уровней иерархии. П ри этом результаты более низкого уровня определяют результаты на более высоком уровне, а при неоднозначности решения на более высоком уровне во зможен возврат на более низкий. Каждый уровень иерархии может состоять и з нескольких подуровней связанных или не связанных между собой обратны ми связями. Целью настоящего курса по оптимизации построения ХТП является не столь ко научить набору стандартных решений, сколько научить думать, анализир овать задачу, уметь искать решения и оценивать их результаты. Что это зна чит в наших конкретных обстоятельствах? Имея информацию о цели, исходных веществах, наборе ограничений, возможной совокупности воздействий на с истему, сформулировать частные и общие критерии оптимизации и найти «лу чший из возможных» вариантов. 1. Общий анализ задачи оп тимизации Этап 1 предполагает предварительный общий анализ задачи оптимизации: ан ализ возможных вариантов технологической топологии ХТС, выявления тип а задачи оптимизации и т.п. В случае, если ставится задача оптимального вы бора технологической схемы ХТС, последующие этапы должны рассматриват ься применительно к каждому из альтернативных вариантов схемы. 2. Определение критерия оптимизации Этап 2 исключительно важен, т .к. выбором глобального критерия оптимизации определяется возможность достижения поставленной цели оптимизации. При определении критерия оп тимизации необходимо учитывать граничные условия по входным, выходным и управляющим параметрам системы. Существенными вопросами на этом этап е являются вопросы возможности введения локальных критериев оптимизац ии для отдельных элементов и подсистем. 3. Выбор оптимизирующих или управляемых переменных и анализ их влияния на критерий оптимизации Этап 3. На этом этапе важно, с одной стороны, учесть все существенные для оп тимизации переменные, а с другой стороны, исключить из рассмотрения несу щественные переменные, мало влияющие на критерий оптимизации, так как сл ожность решения задачи в значительной степени определяется числом пер еменных, по которым производится оптимизация. При выборе оптимизирующи х переменных необходимо учитывать, что во всех реальных вариантах на пер еменные накладываются различные ограничения. При помощи проведенного анализа нужно постараться исключить все ограничения, которые заведомо не будут достигаться в оптимальном режиме. 4. Сопоставление матема тических моделей ХТС Этап 4 предназначен для установления в математической форме связи крите рия оптимальности с управляемыми переменными, а также математической т рактовки всех имеющихся ограничений. Иначе, получение математической ф ормулировки задачи оптимизации. 5. Выбор оптимальной стр атегии исследования ХТС 6. Выбор метода оптимизаци и и оптимальный расчет. Этап 6 представляет собой математическую задачу нахождения экстремума глобального критерия Q в области изменений управляемых переменных, опре деляемой ограничениями системы. Сложность этого этапа обуславливается сложностью математических моделей отдельных элементов системы, сложн остью ее технологической топологии и числом управляемых переменных. Задача оптимального управления действующей ХТС, по сравнению с задачей оптимального проектирования, обладает рядом особенностей. При протека нии в системе химико-технологических процессов, как правило, имеются изм еняющиеся во времени неуправляемые переменные, которые можно учесть в м атематической модели только с помощью ее коэффициентов, находимых по ре зультатам работы данной ХТС. Поэтому при оптимизации ХТС на стадии экспл уатации существенную роль приобретают вопросы корректировки математи ческой модели ХТС. Корректировка должна проводиться всякий раз, когда из меняются значения неуправляемых переменных, если изменения происходят достаточно медленно (незначительные возмущения). Для частых и системати ческих возмущений вообще нет возможности подстраивать модель ХТС под к аждое их мгновенное значение. В таком случае модель подстраивается под с реднее значение этих возмущений, а сами возмущения принимают за шум, сил ьно затрудняющий задачу составления математической модели ХТС. Другим путем решения этой проблемы является моделирования системы для крайни х значений возмущений и определение чувствительности системы (определ ение ее стабильности) при крайних значениях. Оптимизация элементов сх емы и схемы ректификационного разделения в целом Этапы оптимизации мы будем рассматривать на примере схемы ректификаци онного разделения. Разработку схемы ректификационного разделения, как и любого химико-тех нологического процесса, можно рассматривать как сложную иерархическую задачу, разделив ее на несколько уровней иерархии. При этом результаты, п олученные на более низком уровне, определяют результаты на более высоко м уровне, а при неоднозначности решения на более высоком уровне предусма тривается возможность возврата на более низкий. Каждый уровень иерархи и может состоять из нескольких подуровней связанных или не связанных ме жду собой обратными связями. Целью оптимизации схемы ректификационного разделения в целом является получение заданного вещества или группы веществ с заданными качествен ными параметрами (например, составом). На каждом уровне иерархии может бы ть сформулирован свой критерий оптимизации, будут действовать свои огр аничения и своя система корректирующих воздействий, функционировать с воя цель оптимизации. На первом уровне иерархии, который условно можно назвать молекулярно-ат омарным, определяются базисные физико-химические свойства подвергаемо й разделению смеси. Для эффективного проведения предсинтеза и синтеза с хем многокомпонентной ректификации сложных полиазеотропных смесей не обходимо располагать качественной информацией об индивидуальных и гру пповых свойствах компонентов составляющих исходную смесь. На первом ур овне иерархии можно условно выделить ряд подуровней. В начале определяю тся свойства чистых веществ: плотности, теплоты испарения, температуры к ипения и плавления, дипольные моменты и некоторые другие необходимые ве личины. На следующем подуровне - параметры бинарных и многокомпонентных азеотропов, фазовое равновесие жидкость-пар. На третьем – фазовое равно весие жидкость-жидкость, теплоты смешения в бинарных и многокомпонентн ых системах. Данные для первого уровня иерархии могут быть получены эксп ериментально, путем поиска в первоисточниках, справочниках и банках дан ных, а также расчетным путем. Отметим, что задача данного уровня может реш аться только при развитом взаимодействии экспериментальных и расчетны х методов. Цель функционирования на первом уровне иерархии получение качественно й полной модели фазового равновесия в рассматриваемой поступившей на р азделение многокомпонентной смеси, расширенной при необходимости данн ыми для привлеченных разделяющих агентов. На втором уровне иерархии - качественного анализа струк туры - выявляются особенности структуры концентрационного пространств а исходной разделяемой смеси, обуславливающие выбор схемы ректификаци и. На первом подуровне, по данным, полученным на предыдущем иерархическо м уровне, определяются типы особых точек в N-компонентной системе и в подс истемах меньшей размерности, проверяется соблюдение в них правила азео тропии. На втором подуровне определяются внутренние связи и граничные о собые точки областей непрерывной ректификации и разделяющих многообра зий. Далее анализируется внутренняя структура фазовых диаграмм. Опреде ляется наличие и ход соединяющих линий поля нод-ренод (с-линий); многообра зий на которых соблюдается: 1) равенство единице коэффициентов относител ьной летучести (единичные a -многообразия ), 2) равенство единице констант фазового равновесия (единичные К-многообр азия); 3) разделяющие областей одинаковых направлений нод-ренод ( r -многообразия) и некоторые другие. На этом же уров не, при необходимости, определяется принадлежность точки исходного сос тава той или иной области непрерывной ректификации. В результате на втор ом уровне иерархии устанавливаются структурные ограничения на получен ие возможных конечных продуктов в процессе непрерывной ректификации. На третьем уровне иерархии - элементарного процесса р азделения - устанавливается соответствие различных способов разделени я возможным конечным продуктам. На первом подуровне третьего уровня опр еделяется список продуктов получаемых посредством процесса непрерывн ой ректификации и рекомендуемые режимные параметры для каждого аппара та. На втором подуровне анализируется возможность использования специ альных методов ректификации для расширения гаммы конечных продуктов л ибо выделения заданных. На четвертом уровне иерархии - альтернативных схем - составляется список схем и продуктов, получаемых с помощью заданного набора процессов разде ления. Выявление возможных вариантов последовательностей выделения ко нечных продуктов с учетом ограничений, налагаемых структурой концентр ационного пространства, является последним этапом предсинтеза или пер вым этапом синтеза схем разделения многокомпонентных полиазеотропных смесей. Существует несколько основных стратегий синтеза таких схем. Первая стр атегия это направленный синтез по некоторым эвристическим правилам сх емы, заранее считаемой оптимальной. Эвристический подход к синтезу схем наиболее прост и разработан ранее других. Вариантом такого подхода явля ется, например, информационно-энтропийный, в соответствии с которым опти мальной схеме разделения отвечает максимум суммы информационных крите риев разделительной способности всех ректификационных колонн. Эвристи ческий подход в ряде случаев дает удовлетворительный результат, однако эвристики часто противоречат друг другу и в общем случае не обеспечиваю т оптимального решения. Вторая стратегия это полный перебор всех возможных схем с последующим в ыбором оптимальной по принятому критерию. В качестве критерия предлага ется использовать, например, суммарные энергетические затраты для всей схемы или комплексный критерий, сравнивающий: общее число ректификацио нных колонн, число получаемых чистых компонентов, число азеотропов. Испо льзование стратегии полного перебора задача фактически неосуществима я на практике и к тому же не гарантирует нахождения нетривиальных вариан тов схем. Третья стратегия синтеза схем разделения является сочетанием первых д вух. Из всех полученных на этапе предсинтеза схем выбираются, для дальне йшей оптимизации, только те, которые могут быть реализованы в технологич ески приемлемых условиях. Третья стратегия предполагает проводить, на п ромежуточном этапе, дискриминацию альтернативных схем на основе техно логических ограничений. Существует еще одна стратегия синтеза схем. В начале рассматриваются ва рианты разделения исходной смеси в режиме бесконечной разделительной способности (вариант граничных условий), затем при ректификации с конечн ой флегмой. Для промежуточных фракций, содержащих невыделенные продукт овые компоненты, рассматриваются возможности их получения в рамках име ющейся структуры фазовой диаграммы или с использованием разделяющих а гентов и варьирования давления. Такую стратегию можно назвать сложной м ногокритериальной. Весьма продуктивным является декомпозиционный подход к синтезу схем. П ри этом исходная задача сводится к некоторому числу задач меньшей разме рности, для которых решение может быть найдено относительно легко. Здесь следует помнить, что при таком подходе глобальный оптимум может быть и н е найден. В реальной практике, как правило, для синтеза схемы разделения используе тся некая комбинированная стратегия, включающая в себя элементы всех пр иведенных выше. Выбор ее, каждый раз, определяется исходной смесью и пост авленной целью разделения. Кроме перечисленных выше уровней иерархии ХТ системы, в качестве отдель ных уровней иерархии, можно выделить уровень составления материальных и тепловых балансов. Однако, в настоящем курсе его мы рассматривать не бу дем. Оптимизация на первом уро вне иерархии Напомним, что на первом уровне иерархии, который условно можно назвать м олекулярно-атомарным, определяются базисные физико-химические свойств а подвергаемой разделению смеси. Цель функционирования на первом уровн е иерархии получение качественной полной модели фазового равновесия в рассматриваемой поступившей на разделение многокомпонентной смеси. На этом уровне иерархии возникает множество задач локальной оптимизации Как уже указывалось процессы, для которых влияние случайных возмущений велико называют стохастическими. Отметим, что, в этом случае, действие во змущающих параметров проявляется в том, что параметры состояния процес са при известной совокупности входных и управляющих параметров опреде ляются неоднозначно. Исследование фазового равновесия и расчет параме тров модели фазового равновесия являются ярким примером стохастически х процессов. Для изучения стохастических процессов обычно используют математический аппарат теории вероятностей. С его помощью параметры со стояния оцениваются в терминах математического ожидания, а возмущающи е параметры характеризуются вероятностными законами распределения. Оптимизация процесса определения параметров уравнений фазового равно весия и расчет самого фазового равновесия можно назвать параметрическ ой оптимизацией. В качестве возмущающих параметров в данном случае можн о рассматривать: разный исходный экспериментальный материал; разные ур авнения, используемые для расчета фазового уравнения; разные целевые фу нкции; разный вид параметров моделирующих уравнений; Представим пример. Предположим, что для моделирования фазового равнове сия жидкость-пар в бинарной системе А-В при 760 мм Hg представлены 1) несколько наборов экспериментальных данных; 2) несколько уравнений для расчета фаз ового равновесия; 3) два вида параметров моделирующих уравнений. Цель мод елирования получение параметров модели фазового равновесия жидкость-п ар. Имеется несколько основных целевых функций.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Новости хоккея:

В полуфинале Чехия объединилась со Словакией и Чехословакия досрочно вышла в финал
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по химии "Возможная схема этапов оптимизации ХТС", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru