Математическое моделирование и оптимизация процесса кристаллизации сахара применительно к промышленности Республики Куба

• Автор: Вара Каскарет, Нанси
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЩШИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР И АНАЛИЗ ЩТЕМАТШЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССА

КРИСТАЛЛИЗАЦИИ САХАРА.

1.1. Использование вычислительной техники в сахарной промышленности .

1.2. Математическое моделирование вакуумаппаратов. . .

1.3. Общие принципы построения математических моделей

1.3.1. Общая классификация математических моделей, основывающаяся на теории или технике, использованных при их построении .

1.3.2. Классификация математических моделей с точки

зрения природы их уравнений.

1.4. Моделирование

1.4.1. Преимущества моделирования
1.4.2. Некоторые ограничения при применении моделирования.
1.5. Постановка задачи для проведения исследования. . .
ГЛАВА П. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ .
2.1. Основные свойства сахарных растворов
2.2. Важнейшие закономерности процесса кристаллизации сахарных растворов .
2.2.1. Образование центров кристаллизации в пересыщенных сахарных растворах .
2.2.2. Кинетика роста кристаллов
2.2.3. Факторы, влияющие на скорость кристаллизации . .
2.3. Общее описание процесса производства сахарасырца
на Кубе.
ГЛАВА Ш. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ В ВАКУУМАППАРАТЕ
3.1. Построение математической модели
3.2. Уравнения математической модели
3.3. Построение алгоритма решения
3.4. Моделирование цроцесса выработки мелкокристаллического утфеля.
3.5. Автоматическое регулирование вакуумаппарата . .
3.5.1. Регулирование пересыщения. .
3.5.2. Регулирование давления греющего пара
3.5.3. Регулирование абсолютного давления вакуума
в вакуумаппарате
3.6. Анализ результатов, полученных при моделировании
3.6.1. Этап сгущения концентрация .
3.6.2. Этап зарождения кристаллов .
3.6.3. Этап роста кристаллов.
3.7. Система автоматической затравки в вакуумаппаратах.
ГЛАВА 1У. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ.
4.1. Общее описание цроцесса изготовления мелкокристаллического утфеля.
4.2. Методика, примененная для осуществления экспериментов . Ю
4.3. Опыты по кристаллизации сахара в производственных условиях. Ю
4.3.1. Метод определения размера кристаллов в утфелях НО
4.3.2. Определение размеров кристаллов сахара и их распределения ИЗ
4.4. Проверка адекватности математической модели вакуумаппарата периодического действия.
4.5. Оптимизация работы вакуумкристаллизатора
4.5.1. Постановка задачи оптимизации
4.5.2. Определение оптимальных режимов работы вакуумкристаллизатора
4.6. Экономическая эффективность.
ВВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Приведены распечатки программ решения результирующей системы уравнений с помощью ЭЕМ СИА-0, используемых в сахарной промышленности Кубы. Глава 1У. В этой главе представлены общие описания процесса изготовления мелкокристаллических утфелей и рассмотрены экспериментальные данные, полученные на заводских установках. Описаны используемые методики, полученные результаты выполнялись в реальных условиях в основном в вакуум-кристаллизаторе на заводах сельскохозяйственного комплекса им. Ка,шло Съеншуэгос (провинция Гавана) в течение сафры / года. Доказана надежность использованной модели при моделировании. Также представлены методы, использо-занные для оптимизации процесса, и проводится экономический анализ, связанный с этой проблематикой. Автор выражает, в первую очередь, глубокую цризнательность научным руководителям данной работы: академику Академии наук СССР, саведуклцему кафедрой кибернетики ХТП В. В.Кафарову и доктору техни-теских наук И. Н.Дорохову за большую помощь, внимание и поддержку в саботе. Автор благодарит также инженера Леопольдо Ростгарда, начальни-:а производства Агропромышленного комплекса "Камило Съенщуэгос", :ехнический персонал и сотрудников лаборатории, оказавших ценную по-ющь в ходе исследовательских работ. Автор высказывает глубокую признательность коллективу препода-)ателей и сотрудников кафедры кибернетики ХТП МХТИ им. Д.И. Менделе-:ва, оказавший содействие для завершения этой работы, особенно кан-;идату технических наук тов. Ле Суан Хай. ГЛАВА I. В последние годы математическое моделирование и вычислительная техника получают все большее использование в сахарной промышленности не только при осуществлении обычных расчетов, но и при сравнении функционирования различных участков завода и разработке систем контроля, В настоящее время большинство сахарных заводов располагает вычислительными комплексами для обработки данных в коммерческих целях: для складирования товаров, начисления заработной платы или для контроля за процессами /5/. Тем не менее, если сравнить эффективность использования вычислительной техники в других отраслях промышленности, нацример, в нефтехимической, можно отметить, что в целом этот вид техники еще не получил в сахарной промышленности ожидаемого уровня использования и развития. Возможной формой повышения эффективности использования вычислительной техники, известной до настоящего времени, является, вне всякого сомнения, математическое моделирование. Математическое моделирование и модели являются методологическими инструментами, неотделимыми от науки. Метод моделей, сводящий исследование определенного процесса к латематической задаче, возник в прошлом веке, однако лишь создание электронно-вычислительной техники открыло реальную перспективу для эго превращения в наиболее действенный инструмент научного анализа зсех отраслей социально-экономической жизни. СССР /3, / и других социалистических стран /II, /, а также капиталистических стран, среди которых можно выделить А/Р/сНги а/н/те /хз/ и ОмЕТАМ1 //, РЯЕЛ/ //, ЪоиСЕТ И Сд/ОО/ГГ //, Ватг? РееЛ/и (С,»Т/1Ч/г /Гуа Нз, ТКЕАСН/З и Jo^ES/JQ/. В течение последних лет на Кубе проводится значительная работа университетами страны, а также некоторыми центрами цри Министерстве сахарной промышленности по математическому моделированию кристаллизации в целом, и в частности в вакуум-аппаратах /, , , /. Среди работ, проведенных на Кубе, связанных с математическим моделированием участка кристаллизации сахарных заводов, ввделяются работы, цроведенные К. Д.Армасом // и 0. Ромеро //, которые попытались определить наилучший вариант работы всего участка кристаллизации, опираясь на различную технику. Специалист // разрабатывает стратегию руководства процессом кристаллизации в целом, опираясь на технику линейного программирования. В работе // еще в процессе разработки речь идет об упрощении метода общего планирования ежедневной работы участка вауум-аппара-тов на основе применения материального и теплового баланса этого участка. М уу — /Ла/ Ч- и. Ь с/С о] •? M j d . Мя. ЬЬ = х . Of o^^SiТ + p/o? Я*з. ГД6: R- i,9S? Each. Ss > 5 cr. Т =