Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Кафаров, В. В. Принципы математического моделирования химико-технологических систем (введение в системотехнику химических производств) учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
35
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
12.55 Mб
Скачать

/

*

ш

ИЛ 4И Ч Е С К А Я

ИБ Е Р Н Е Т И К Л

Кафаров В. В.

Методы кибернетики в химии и химиче­ ской технологии. Изд. 2-е, 1971.

Минскер И. Н.

Оперативное управление химико-техноло­ гическими комплексами, 1972.

Рувинов Л. П .

Статистические методы оптимизации хими­ ческих процессов, 1972.

Голованов О. В.

Системы оперативного управления хими­ ческими производствами, 1973.

Липатов Л, Н.

Типовые процессы химической технологии как объекты управления, 1973.

Балакирев В. С., Софиев А. Э.

Применение средств пневмо- и гидроавто­ матики в химических производствах, 1973.

Полоцкий Л. МЛа пшенк о в Г. И.

Основы автоматики и автоматизации про­ изводственных процессов в химической промышленности. Изд. 2-еа 1973.

Закгейм А. Ю.

Введение в моделирование химико-техно­ логических процессов, 1973.

В. В. КАФАРОВ В. Л. П ЕРО В В. П.МЕШАЛКИН

р и н ц и п ы

МАТЕМАТИЧЕСКОГО

МОДЕЛИРОВАНИЯ

Х И М И К О - ТЕХ Н О Л О ГИ Ч ЕС К И Х С И С Т Е М

(ВВЕДЕНИЕ В СИСТЕМОТЕХНИКУ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ)

Д о п у щ е н о

Министерством высшего и среднего специального образования СССР

в качестве учебного пособия для студентов химико-технологических специальностей вузов

МОСКВА ИЗДАТЕЛЬСТВО «ХИМИЯ»

1974

6П7.05

Л l'f

 

УДК 66.01.001.57 (075-8)

________ 1x30 _

... .

I

' неская

І(

f ? К А C C C P ^ . ,

% \ ' \ 0 4

o % Cö

К 30

В. В. Кафаров, В. JI. Перов, В. П. Мешалкин

Принципы математического моделирования химико-тех­ нологических систем (Введение в системотехнику хими­ ческих производств). М., «Химия», 1974. (Серия «Хими­ ческая кибернетика»).

344стр.; 19 табл.; 210 рис.; список лит. 44 ссылки.

Вкниге рассмотрены основные принципы моделирова­ ния, анализа и синтеза сложных химико-технологических систем (ХТС). Приведены методы расчета материально­ энергетических балансов и степеней свободы ХТС; описаны математические модели технологических операторов (эле­ ментов систем), изложены основы матричного, детерминантного и топологического методов анализа ХТС. На основе

использования топологических моделей (теории графов) ХТС рассмотрены методы разработки оптимальной стратегии (алгоритмов) исследования и декомпозиционные принципы оптимизации ХТС. Даны методы построения специальных программ математического моделирования ХТС на ЦВМ.

Книга является пособием по курсу «Системотехника» («Основы технологического проектирования химических про­ изводств») для высших учебных заведений. Она представит большой интерес также для научных н инженерно-техниче­ ских работников химической и смежных с ней отраслей про­ мышленности.

31402-108 К 050 (01)-74 108-74 6П7.05

© Издательство «Химия», 1974

 

 

 

 

 

/

СОДЕРЖАНИЕ

П-р е д и с л о в II е

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

ГГв е д е н и е ........................................................................................................

 

 

 

 

 

9

Г л а в а

I. Основные

понятия н общая характеристика

химико-техно­

 

 

 

логических с и с т е м ................................................................

 

 

11

 

1.

Понятие химико-технологической системы (Х Т С )...................

 

II

13

2.

Химическое предприятие как сложная кибернетическая

система

3.

Классификация

моделей Х Т С ...................................................

 

 

18

 

4.

Характеристика технологических операторов. Понятие техноло­

 

5.

гической топологии Х Т С ................................................................

 

 

20

 

Постановка задач анализа и синтеза Х Т С ...............................

 

33

 

Г л а в а

II. Расчет материально-энергетических балансов и определение

37

 

 

степеней свободы химико-технологических

систем . . . .

1.

Общий вид системы уравнений балансов...................................

 

38

13

2.

Совместность и определенность систем уравненийбалансов ХТС

3.

Системы уравнений материальных балансов ХТС с типовыми

50

4.

технологическими с в я з я м и .......................................................................

 

 

 

Понятие степени свободы Х Т С ...............................................................

 

 

 

58

5. Регламентированные и

оптимизирующие проектные переменные

63

6.

ХТС .................................................................................................................

 

 

 

 

 

Определение числа степеней свободы Х Т С ..........................................

 

 

67

7.

Стратегия решения систем уравнений математических моделей

72

8.

ХТС ...................................................................................

 

 

,

.........................

Общая методика составления и решения систем уравнений балан­

79

 

сов ХТС ........................................................................................................

 

 

 

 

 

Г л а в а ІІІ.Математические

модели

технологических

операторов.

 

 

 

Матричный и детерминантный методы анализа

химико­

82

 

 

технологических

систем

...........................................................

 

 

1.

Формы представления символических математических моделей

83

2.

технологических операторов Х Т С ...........................................................

 

 

Методы определения матриц преобразования технологических

89

 

операторов ХТС ........................................................................................

. . , ...............................................................

 

 

Аналитический

метод

89

3.

 

Статистический

метод

...........................................................................

 

 

 

98

Матричный метод анализа Х Т С ..............................................................

Х Т С

 

 

103

4.

Детерминантный метод анализа

 

 

109

Г л а в а

IV. Топологический

метод анализа и топологические

модели

114

 

 

химико-технологических систем ...........................................

 

 

1.

Основные понятия и определения теорииграф ов...............................

 

 

115

2.

Представление графов с помощью м атриц ..........................................

 

 

122

5

3.Характеристика и принципы построения топологических моделей

(графов) X T G ................................................................................................

 

 

128

Потоковые

графы Х Т С ...........................................................................

 

128

Структурные графы

Х Т С .......................................................................

 

136

Информационно-потоковые мультиграфы

Х Т С .............................

143

Информационные графы Х Т С ...............................................................

 

150

Сигнальные

графы

Х Т С .......................................................................

 

154

Г л а в а V. Разработка оптимальной стратегии

исследования химико­

 

технологических систем на основе топологических моделей

212

1. Расчет материальных и тепловых балансов ХТС на основе матери­

 

альных и тепловых потоковых граф ов ..................................................

 

213

2.Выбор измеряемых параметров технологических потоков при рас­ чете балансов ХТС с использованием материальных потоковых

3.

графов .........................................................................................................

 

232

Определение матриц преобразования технологических операторов

242

4.

ХТС с применением структурных и сигнальных граф ов .................

 

Выбор свободных переменных ХТС с применением информационно­

249

 

потоковых мультиграфов ........................................................... .

. .

5.Выбор свободных и выходных переменных систем уравнений ма­ тематических моделей ХТС с применением информационных гра­

 

фов .................................................................................................................

стратегии анализа

ХТС на основе параметрических

258

6. Разработка

277

 

потоковых

графов ....................................................................................

 

 

 

Г л а в а

VI. Принципы оптимизации

химико-технологических

систем

 

 

 

на основе применения топологических м оделей.......

 

295

 

1.

Общая постановка и основные этапы задачи оптимизации ХТС

.

295

2.

Организация вычислительных процедур при оптимизации

ХТС

301

3.

Декомпозиция задачи оптимизации ХТС на основе классического

306

4.

вариационного приближения

...............................................................

 

313

Многоуровневый метод оптимизации Х Т С ................................

 

 

Г л а в а

VII. Специальные программы математического моделирования

324

 

 

химике-технологических

систем ..........................................

 

 

1.

Принципы построения специальных программ моделирования ХТС

324

2.

Организация программы моделирования ХТС «PACER» . . . .

 

330

3.

Использование в специальных программах термоэкономического

336

 

критерия для оценки эффективности моделируемой ХТС. .

. .

 

Л и т е р а т у р а

.................................................................................................

 

 

 

339

П р е д м е т н ы й

у к а з а т е л ь .........................................................

 

 

341

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ