Расчет и оптимизация процессов и аппаратов химических и пищевых производств в среде MatLab. Дворецкий Д.С - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ВВЕДЕНИЕ
Одним из наиболее мощных и универсальных пакетов прикладных программ, обеспечивающих ре-
шение типовых математических задач, возникающих в различных областях человеческой деятельности,
является пакет MatLab фирмы MathWorks. Спектр численных методов математического анализа, кото-
рые реализованы в пакете MatLab, весьма широк и охватывает методы численного интегрирования, ин-
терполяции и приближения функций, линейной алгебры, решения систем нелинейных уравнений и
обыкновенных дифференциальных уравнений, уравнений математической физики, задач оптимизации, не-
четкой логики и др. Пакет MatLab обладает хорошо развитыми возможностями интерпретации двумер-
ных и трехмерных массивов данных, снабжен встроенным языком программирования, позволяющим
сравнительно легко создавать собственные программы. Пользователь пакета MatLab может также в
процессе работы совершенствовать свои знания как в области компьютерного моделирования и числен-
ных методов, так и программирования и визуализации результатов расчета.
1 МЕТОДЫ РАСЧЕТА И ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ И АППАРАТОВ ХИМИЧЕСКОЙ
И ПИЩЕВОЙ ТЕХНОЛОГИЙ
Методы анализа и синтеза процессов и аппаратов химических и пищевых производств в отечест-
венной науке и промышленности, как и их зарубежные аналоги в «Chemical Engineering», находятся в
стадии интенсивного фундаментального, прикладного и методологического развития [1]. Научные ус-
пехи связаны, прежде всего, с существенным углублением физических представлений о механизме про-
цессов, математизацией и компьютеризацией. Ускорение промышленного развития обусловлено как
остро вставшими энергетическими, сырьевыми, экономическими проблемами, так и недавно появив-
шимися возможностями интенсификации и совмещения технологических процессов, оптимизации и ин-
тегрированного проектирования аппаратурно-технологического оформления процессов и систем авто-
матического управления ими [2].
Методологические изменения отражают стоящие перед высшей школой задачи подготовки специа-
листов широкого профиля, способных не только представлять сложные физико-химические процессы в
виде уравнений, но и уметь их рассчитывать и воплощать в конкретном аппаратурно-технологическом
оформлении, обеспечивающем строгие требования к целевым продуктам, ресурсосбережению и эколо-
гической безопасности производства.
Особенностью современных химических и пищевых технологий является увеличение темпов и
масштабов роста промышленности, повышение качества и конкурентоспособности выпускаемой про-
дукции, резкое увеличение единичной мощности аппаратов и поточных линий, автоматизация и роботи-
зация производства. Стали ведущими проблемы создания теории непрерывных технологических про-
цессов, единых кинетических закономерностей, гибких автоматизированных производств и т.д., включая
вопросы инженерной экологии и энергосбережения.
В настоящее время в большинстве технологических, машиностроительных и политехнических
вузов студенты изучают теорию основных процессов, принципы устройства и методы расчета типо-
вых машин и аппаратов, в которых осуществляются эти процессы, на основе фундаментальных зако-
нов физики, химии, математики, термодинамики и других наук. Особо следует отметить широкое
применение методов математического моделирования, оптимизации и системного анализа.
Особенностью современных химических и пищевых технологий, протекающих с высокими скоро-
стями при высоких температурах и давлениях в многофазных системах, является их большая слож-
ность, обуславливаемая нелинейностью, большим числом переменных (параметров), определяющих те-
чение процессов, внутренних связей между переменными и их взаимным влиянием. Кроме того, на
процесс накладываются внешние случайные возмущения, которые не учитываются при расчете про-
цессов и аппаратов химических и пищевых производств. В результате объем перерабатываемой инфор-
мации при расчетах достаточно велик и для того, чтобы пропустить эту информацию по вполне ограни-
ченным каналам нашего восприятия, мы вынуждены уменьшать (регулировать) этот объем и тем самым
ограничивать количество возможностей, между которыми делается выбор. Это достигается познанием
процесса (явления) через модели – упрощенные «эквиваленты», которые отражают в нужном направле-
нии стороны явлений изучаемого процесса.
1.1 Методология математического моделирования

Страницы