Математические методы в технических расчётах. Малыгин Е.Н. - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

определению, заданы интервальные оценки их изменения, получена математическая модель объекта, имитирующая его
поведение с заданной точностью, выбран критерий оптимизации искомых характеристик объекта, остаётся только выбрать
метод решения экстремальной задачи и осуществить его реализацию.
4. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМНЫХ
И КОНСТРУКТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Как было указано в предыдущих разделах, под технической системой применительно к области химической технологии
будем понимать систему технологического оборудования, установку (основной аппарат и вспомогательное оборудование),
отдельный технологический аппарат, его узел. Конструктивные и режимные характеристики технической системы
определяются, исходя из оптимальных условий протекания технологического процесса, который осуществляется в
технической системе. Технологический процесс, как правило, состоит из совокупности локальных процессов, порождающих
распределение концентраций, температур, напряжений, скоростей движения сред и т.п. по пространственным координатам
элементов технической системы и изменения этих характеристик во времени. Естественно, что протекание таких процессов
ограничивается допустимыми интервальными оценками, число сочетаний допустимых конструктивных и режимных
характеристик технической системы при этом огромно. Проектировщику необходимо получение только одного, зато самого
лучшего сочетания. Очевидно, что получение такого результата возможно только в случае решения задачи совместного
поиска режимных и конструктивных характеристик технической системы в форме экстремальной задачи с применением
методов математического моделирования, системного анализа, современных информационных технологий и средств
вычислительной техники.
Аналогичный подход применяется и для других объектов химической технологии – пространственного размещения
оборудования и технологических трубопроводов в производственном помещении, размещение цехов и вспомогательных
объектов на генплане предприятия, расписании работы технологического оборудования с определением графика планово-
предупредительного ремонта и др. В объектах этой группы также присутствуют процессы, которые необходимо представить
в математической модели в формализованном виде. Объект проектирования (исследования) также характеризуется набором
режимных и конструктивных характеристик. Так при размещении оборудования и трубопроводов в производственном
помещении в качестве конструктивных параметров используются координаты размещённых аппаратов и трубопроводов, в
качестве режимных характеристик – воздействие массы аппарата и рабочей среды на элементы строительной конструкции и
т.п.
Следует отметить, что в объектах этой группы, понятия «процесс» и тем более, «скорость его протекания», выделяются
редко, чаще всего об этом просто умалчивают, что приводит к многочисленным методическим погрешностям. Понятия
«процесс» и «скорость его протекания» в объекте моделирования должны быть едиными для любых объектов в любой
прикладной области. Только с использованием таких понятий удаётся методически правильно осуществлять разработку
математической модели для конкретной постановки задачи и получить с её помощью решение экстремальных задач.
Исходя из вышеизложенного, принципы определения конструктивных и режимных характеристик технической системы
сводятся к следующему:
•
поиск конструктивных и режимных характеристик технической системы должен осуществляться совместно;
•
постановка исходной (глобальной) задачи поиска режимных и конструктивных характеристик технической системы
должна быть сформулирована в терминах экстремальных задач;
•
поиск оптимальных режимных и конструктивных характеристик объекта проектирования должен осуществляться с
применением метода математического моделирования;
•
исходная (глобальная) задача поиска режимных и конструктивных характеристик, за исключением простейших
случаев, должна быть декомпозирована в систему взаимосвязанных локальных задач, при этом декомпозиция целиком
зависит от проектировщика (главного инженера проекта);
•
системный подход, используемый при поиске режимных и конструктивных характеристик технической системы, по
желанию проектировщика может быть реализован или в форме многоуровневой иерархической системы, или в форме блок-
схемы;
•
постановка каждой локальной задачи полученной системы должна (по крайней мере крайне желательно) быть
осуществлена в форме экстремальной задачи;
•
при постановке каждой локальной задачи системы следует выяснить: какие процессы в локальном объекте нужно
учитывать при построении его математической модели, какова область определения математической модели объекта, какие
режимные и конструктивные характеристики объекта находятся в результате решения задачи, какой вид критерия
оптимальности;
•
формирование исходной информации для каждой локальной задачи в соответствии с принятой системой
декомпозиции, осуществляется с использованием современных информационных технологий.
Реализация перечисленных выше принципов определения конструктивных и режимных характеристик технических
систем в области химической технологии позволяет учесть опыт проектировщиков, современное состояние науки и
технические возможности проведения расчётов.

Страницы