Программный комплекс для моделирования процессов получения сорбентов и катализаторов гибкого многоассортиментного производства

Программный комплекс для моделирования процессов получения сорбентов и катализаторов гибкого многоассортиментного производства

Автор: Новожилова, Инна Васильевна

Шифр специальности: 05.13.18

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2008

Место защиты: Санкт-Петербург

Количество страниц: 197 с. ил.

Артикул: 4158201

Автор: Новожилова, Инна Васильевна

Стоимость: 250 руб.

Программный комплекс для моделирования процессов получения сорбентов и катализаторов гибкого многоассортиментного производства  Программный комплекс для моделирования процессов получения сорбентов и катализаторов гибкого многоассортиментного производства 

Введение.
1 Анализ современных методов и технологий визуального моделирования химикотехнологических производственных систем
1.1 Классификация и обзор современных инструментальных средств моделирования систем
1.1.1 Сравнительный анализ языков имитационного моделирования.
1.1.2 Универсальные и предметноориентированные пакеты имитационного моделирования.
1. Сравнение пакетов имитационного моделирования и языков
программирования
1.1.4 Современные подходы к визуальному моделированию сложных динамических систем.
1.2 Характеристика гибкого многоассортиментного производства сорбционнокаталитических материалов.
1.2.1 Особенности процессов получения сорбентов и катализаторов.
1.2.2 Классификация технологических стадий производства.
1.3 Выводы по главе 1.
2 Структура, алгоритм функционирования и перенастройки системы моделирования процессов получения сорбентов и катализаторов.
2.1 Технологический процесс получения сорбционнокаталитргческих материалов как объект исследования и моделирования
2.2 Структура системы моделирования процессов получения сорбционно
каталитических материалов.
Алгоритм перенастройки и функционирования системы моделирования.
2.4 Информационное обеспечение системы моделирования
2.4.1 Обоснование выбора средств разработки информационного
обеспечения.
2. Информационносправочная подсистема
2.5 Выводы по главе 2.
3 Математическое обеспечение системы моделирования процессов получения сорбционнокаталитических материалов
3.1 Библиотека математических моделей ключевых стадий производства сорбционнокаталитических материалов
3.1.1 Математическая модель стадии гранулирования.
3. Математическая модель стадии сушки.
3. Математическая модель стадии прокаливания
3.1.4 Математическая модель стадии пропитки.
3.2 Библиотека методов и алгоритмов решения математических моделей
3.3 Библиотека параметров математических моделей ключевых стадий производства сорбционнокаталитических материалов.
3.4 Проверка адекватности математических моделей
3.5 Выводы к главе
4 Тестирование и внедрение программного комплекса для моделирования процессов получения сорбентов и катализаторов.
4.1 Программное обеспечение системы моделирования процессов получения сорбционнокаталитических материалов
4.2 Результаты внедрения программного комплекса на действующем производстве
4.3 Выводы к главе 4
Список использованных источников.
Приложение А Ассортимент производства сорбционнокаталитических
материалов ФГУП НКТБ Кристалл.
Приложение Б Оборудование, применяемое для производства сорбционнокаталитических материалов.
Приложение В Описание нештатных ситуаций технологического процесса
синтеза сорбционнокаталитических материалов
Приложение Г Свидетельства о регистрации программного обеспечения
Приложение Д Акты о внедрении.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
РР вектор, характеризующий готовую продукцию
р количество видов выпускаемой продукции
ТР вектор, характеризующий тип конечного продукта
1р количество типов продукции
МР вектор, характеризующий марки продукции тр количество марок продукции
ПР вектор, характеризующий целевое назначение конечного продукта
АР область применения конечного продукта
вектор, характеризующий технические характеристики конечного продукта
зр количество технических характеристик
Р вектор, характеризующий требования по качеству готовой продукции ср количество требований по качеству выпускаемой продукции
ЯР вектор, характеризующий рецептуры для производства сорбционнокаталитических материалов гр количество рецептов
РЯ вектор, характеризующий исходное сырь количество исходного сырья
РР вектор, характеризующий физикохимические свойства исходных соединений
р количество физикохимических свойств
ТБ вектор, характеризующий стадии синтеза сорбционнокаталитических материалов
количество технологических стадий
ЕО вектор, характеризующий технологическое оборудование количество оборудования
ТЕ вектор, характеризующий технологические линии производства й количество технологических линий
1Р вектор, характеризующий физикохимические свойства промежуточных продуктов
г количество свойств промежуточных продуктов
5Г вектор, характеризующий нештатные ситуации, связанные с нарушением показателей качества полупродуктов и готовой продукции количество нештатных ситуаций
ЯЯ вектор, характеризующий причины возникновения брака
гз количество причин
НС вектор, характеризующий рекомендации по устранению нештатной ситуации
гс количество рекомендаций
СР вектор, характеризующий контролируемые параметры ср количество контролируемых параметров
у вектор выходных параметров
Ху вектор входных параметров
Ц вектор управляющих воздействий
Ау вектор коэффициентов математической модели время
у индекс принадлежности к стадии производства р плотность формуемой массы, кгм3 к0 предел текучести, Па п индекс течения
Ро начальный коэффициент консистенции материала, Па с с удельная теплоемкость, ДжкгС
Е энергия активации вязкого течения, Джмоль
К коэффициент теплопередачи от материала к хладагенту, Втм2С
Тю начальная температура материала, С ро начальное давление в зоне дозирования, Па
Тхо начальная температура хладагента, С
сх удельная теплоемкость хладагента, ДжкгС
заданная производительность, м3с
4 осевая длина шнека, м диаметр шнека, м
Н глубина канала радиальное расстояние между поверхностью цилиндра и основанием шнека, м
0 угол подъма винтового канала угол, образованный в плане гребнем и нормалью к оси шнека, рад
Аф диаметр фильеры, м
ф длина фильеры, м
гг число отверстий в формующей головке б зазор между гребнем нарезки шнека и цилиндром, м е ширина гребня, м
V скорость вращения шнека, 1с
С расход потока хладагента для охлаждения корпуса хранулятора, м3с
1 попадание посторонних предметов в формуемую массу
нарушение работы и поломка оборудования с1 диметр получаемых гранул, м т вязкость пасты, Пас
Т температура материала, С
О, производительностьгранулятора, м3с
РРу Рд коэффициенты, учитывающие тормозящее влияние боковых стенок канала на поток под давлением и вынужденный поток соответственно
Кг коэффициент сопротивления головки экструдера
Я универсальная газовая постоянная, ДжмольК
V средняя скорость потока материала, мс т среднее время пребывания материала в грануляторе, с
IV влажность материала, х время сушки, с
Р коэффициент массоотдачи, мс
5 площадь свободной поверхности испарения, м
Уме объем, занимаемый влажным материалом, м
ИЬ, 1УКр, РУРначальная, критическая, равновесная влажности материала, 7вс температура воздуха в сушильной камере, С
лВс масса воздуха в процессе сушки, кг
свс теплоемкость воздуха в процессе сушки, ДжкгС
Р мощность сушильной камеры, Вт а коэффициент теплоотдачи на стадии сушки, Втм2С
Рхс площадь поверхности теплопередачи на стадии сушки, м
Т2температура материала на стадии сушки, С гпме масса материала на стадии сушки, кг
СМСудельная теплоемкость материала на стадии сушки, ДжкгС г удельная теплота испарения влаги, Джкг
7всо 2вскр начальная температура воздуха в сушильной камере в первом и втором периодах сушки соответственно, С
0, Т2Кр начальная температура материала в первом и втором периодах сушки соответственно, С
Яе критерий Рейнольдса
Ргдиффузионный критерий Прандтля
Си критерий Гухмана
Уц суммарный объем пор, м кг
Рт механическая прочность, Па
Зуд удельная поверхность, м кг
i, ,
с0з вектор эмпирических коэффициентов
ГВп температура прокаливания, С
давп масса воздуха на стадии прокаливания, кг
вп теплоемкость воздуха на стадии прокаливания, ДжкгС
Рп мощность аппарата на стадии прокаливания, Вт
ап коэффициент теплоотдачи на стадии прокаливания, Втм2С
i площадь поверхности теплопередачи на стадии прокаливания, м
Т3температура материала на стадии прокаливания, С тМц масса материала на стадии прокаливания, кг
мп удельная теплоемкость материала на стадии прокаливания, ДжкгС
Умп объем, занимаемый материалом на стадии прокаливания, м
Нгтепловой эффект реакции, Джмоль
i начальная концентрация го компонента, мольм
предэкспоненциальный множитель для расчета константы скорости реакции
к константа скорости реакции
Е энергия активации, Джмоль
Спр время прокаливания, с
3 радиус зерна носителя, м
Зудплощадь удельной поверхности, м2кг
V суммарный объем пор, м3кг гср средний радиус пор носителя, м
, доля порового пространства носителя, недоступная для компонента
степень заполнения объма пор чистым растворителем до контакта с
раствором
масса носителя, кг
Уо объм раствора, м
С0 начальная концентрация раствора, мольм
Ср равновесная концентрация раствора, мольм3 тР вязкость раствора, Пас
Оо поверхностное натяжение, Нм
0с угол смачивания, рад
Тп время пропитки, с
Сх, концентрация активного компонента, мольм
равномерность распределения раствора активного компонента по грануле носителя
эффективный коэффициент диффузии активного компонента в растворе,
заполняющем зерно носителя, м с
отношение между адсорбированным и неадсорбированным компонентами в объеме носителя
к время капиллярной пропитки, с
д время диффузионной пропитки, с а концентрация сорбированного компонента, мольм3 а величина сорбции
v скорость перемещения фронта пропитки по капилляру, мс х координата вдоль оси капилляра, м
дисперсия относительно среднего значения по экспериментальным данным
остаточная дисперсия, характеризующая погрешности уравнений или моделей и погрешности экспериментов
критерий Фишера
табличное значение критерия Фишера
2 коэффициент детерминации у среднее значение
среднеквадратичное значение
среднеквадратическое отклонение
среднеквадратическая ошибка.
ВВЕДЕНИЕ


При этом возникают многочисленные задачи, требующие оценки количественных и качественных закономерностей функционирования систем, проведения структурного алгоритмического и параметрического их синтеза, а также знания современных методов и технологий визуального моделирования. В главе представлены результаты анализа современных методов и технологий визуального моделирования химикотехнологических производственных систем для определения типовых блоков и требований к системам моделирования. Также проведены исследования процессов получения сорбентов и катализаторов, позволяющие выделить особенности производства, основные характеристики сырья, технологический стадий, оборудования. Проектирование программновычислительных комплексов для моделирования гибких химикотехнологических производственных систем представляет исключительно сложную задачу, успех которой во многом определяется выбранным подходом к технологии разработки. ЯИМ, поэтому важно выбрать для моделирования конкретной системы наиболее эффективную технологию 1,. Рассмотрим методы моделирования систем с точки зрения использования языков программирования. Классификация языков для программирования моделей систем имеет вид, приведенный на рисунке 1. Для моделирования систем используются как универсальные и процедурноориентированные ЯОН языки общего назначения, так и специализированные ЯИМ 3, 4. При этом обеспечение гибкости разработки увеличивает трудоемкость программирования модели, так как организация выполнения операций, отсчет системного времени и контроль хода вычислений существенно усложняются. Существующие ЯИМ можно разбить на три основные группы, соответствующие трем типам математических схем непрерывные, дискретные и комбинированные 4. Языки каждой группы предназначены для соответствующего представления системы при создании ее машинной модели. Непрерывное представление системы сводится к составлению уравнений, с помощью которых устанавливается связь между эндогенными и экзогенными переменными модели. Примером такого непрерывного подхода является использование дифференциальных уравнений. Дифференциальные уравнения могут быть применены для непосредственного получения характеристик системы, это, например, реализовано в языке II. А в том случае, когда экзогенные переменные модели принимают дискретные значения, уравнения являются разностными. Такой подход реализовал в языке . Представление системы в виде типовой схемы, в которой участвуют как непрерывные, так и дискретные величины, называется комбинированным. Примером языка, реализующего комбинированный подход, является , построенный на базе языка . Язык включает в себя набор программ, с помощью которых состояние моделируемой системы описывается набором переменных, некоторые из которых меняются во времени непрерывно. Законы изменения непрерывных компонент заложены в структуру, объединяющую дифференциальные уравнения и условия относительно переменных. При использовании языка на пользователя возлагается работа по составлению на языке подпрограмм, в которых он описывает условия наступления событий, зависящих от процесса функционирования системы , законы изменения непрерывных переменных, а также правила перехода из одного состояния в другое. Сравнение эффективности языков. При анализе эффективности использования для моделирования конкретной системы ЯИМ или ЯОН выделяют несколько важных свойств языков возможность описания структуры и алгоритмов поведения исследуемой системы в терминах языка простота применения для построения модели М, ее машинной реализации и обработки результатов моделирования предпочтение пользователя, обычно отдаваемое языку, который ему более знаком или который обладает большей степенью универсальности, и т. При этом, большее количество команд ЯИМ обеспечивает лучшие возможности при написании программы моделирования. Однако вместе с увеличением числа команд возрастают трудности использования ЯИМ, поэтому пользователь обычно отдает предпочтение языкам, обладающим большей гибкостью при минимальном количестве команд. На основании экспертных оценок сравнения различных языков при моделировании широкого класса систем получены результаты оценок 4, представленные в таблице 1. Языки даны в порядке уменьшения их эффективности.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.402, запросов: 244