Лекция: Выбор компонентов

В соответствии с этапами моделирования следующим шагом является задание списка химических компонентов процесса. Выбор компонентов производится из банка данных программы. Для этого используется командаTher-moPhisical/Component List (Термофизика/Список компонентов) на панели инструментов. После выполнения команды на экран выводится окноComponent Selection (Выбрать компонент). Команда и кнопка доступны в режимеMode: Simulation (Режим: Моделирование), для перехода в который используется команда операционного менюEdit Flowsheet (Редактирование технологической схемы) на панели инструментов.

В областиComponent Databank (Банк данных компонентов) перечислены все компоненты всех баз данных системы и локальных пользовательских баз данных. Список компонентов составлен по возрастанию их идентификационных номеров (ID).

4. Выбор термодинамических моделей

Термодинамические свойства потоков определяются заданием любых двух параметров из следующих: температура, давление, доля пара и энтальпия.

Чтобы получить точные результаты расчетов, необходимо выбрать метод, наиболее подходящий для данной химической системы. Выбор термодинамических моделей сводится преимущественно к выбору пригодных методов расчета констант фазового равновесия, энтальпии, энтропии, плотности, вязкости, теплопроводности и поверхностного натяжения содержимого потока. ChemCad содержит примерно 50 методов расчета констант фазового равновесия с различными вариантами и около 12 способов расчета энтальпии. Для выбора термодинамических методов используются команды меню ThermoPhisical (Термофизика), доступные в режиме Mode: Simulation (Режим: Моделирование).

5. Построение технологической схемы

Построение технологической схемы сводится, в основном, к размещению изображений технологического оборудования (далее аппаратов или пиктограмм аппаратов) на экране и соединению их потоками. Иногда на этапе построения схемы возникает необходимость в создании новых и модификаций имеющихся пиктограмм.

6. Изображение потоков на технологической схеме

После завершения размещения аппаратов технологической схемы необходимо соединить их материальными потоками. При изображении потоков следует руководствоваться рядом общих правил.

a). Каждый поток направлен от аппарата-источника к аппарату-приемнику.

б). Каждый аппарат имеет позиции входа и выхода. Они останавливаются при создании пиктограммы аппарата. Программа ориентирует потоки по отношению к этим позициям. Поток всегда направлен из выхода аппарата-источника к входу аппарата-приемника.

в). Начало потока определяется появлением курсора в виде стрелки рядом с позицией выхода из аппарата-источника. При нажатой левой кнопке мыши программа строит поток из этой позиции.

г). При изображении потока, приближаясь к позиции входа аппарата, вновь появляется курсор в виде стрелки. Поток фиксируется нажатием левой клавиши мыши. Одновременно рядом с потоком отображается его ID номер.

д). Для отказа от изображения потока надо нажать правую кнопку и выполнить Stop drawing stream (Приостановить изображение потока). Соединение аппаратов потоками выполняется в режимеMode: FlowSheet. В Main Pallete (Основной палитре) надо выбрать символStream (Поток), который позволит указать начало и конец потока.

7. Задание параметров потоков питания и разрываемых потоков

Следующим этапом является задание параметров потоков питания и разрываемых потоков. Термодинамическое состояние потока определяется любыми двумя параметрами из трех следующих: температуры, давления и долей пара; обычно задаются температура и давление. При задании всех трех параметров ChemCad выводит сообщение об избыточном определении потока. Для каждого потока питания нужно задать расход по всем веществам, включенным в список компонентов, либо задаться суммарным расходом компонентов и их концентрациями.

Задание параметров потока можно выполнить следующими способами: дважды щелкнуть левой клавишей мыши на интересующем потоке; использовать команду контекстного менюEdit Unit Op Streams (Редактирование потоков единицы оборудования) для задания параметров потоков выбранной единицы оборудования; с помощью команд менюSpecifications (Спецификации). Задание параметров потоков выполняется в режимеMode: Simulation. Рассмотрим команды менюSpecifications.

8. Ввод параметров оборудования

По аналогии с заданием параметров потока, для ввода параметров оборудования также используются: двойной щелчок левой клавишей мыши на единице оборудования, команда контекстного менюEdit Unit Op Data (Редактирование параметров единицы оборудования) и соответствующие команды меню Specifications (Спецификации). Задание параметров оборудования выполняется в режимеMode: Simulation.

9. Запуск программы моделирования

Для проведения моделирования технологической схемы используются команды менюRun (Счет). С помощью этих команд можно задавать последовательность расчета и выполнять контроль над ходом расчета.

10. Составление отчета

ChemCad позволяет создавать отчет о результатах моделирования в виде таблиц. Их можно вывести на экран, сохранить в текстовом файле со стандартной кодировкой символов (ASCII), в файле типа (PRN) или послать отчет на устройство печати. Программа имеет стандартный формат вывода отчета, однако при необходимости его можно изменить. Можно указать, какие части отчета, а также какие потоки и свойства будут включены в отчет. Имеются опции для задания формата выводимых чисел.

3.Составить алгоритм поиска экстремума функции двух переменных методом покоординатного спуска F (x1, x2) = x1x2 + x21x2 + x1x22

Смысл метода в фиксировании одной из переменных и изменении другой, после нахождения первой оптимальной переменной, она фиксируется и начинает меняться другая, пока не находится оптимальное решение.

1) Выбираем Х0(х10, х20)-произвольно, e=0.00001,sigma=0.001

2) Фиксируем х2=const

3) x1n+1=x1n+sigma

4) Если f(x1n+1,x2)<f(x1n,x2), то шаг 3 иначе шаг 5

5) Фиксируем х1=const

6) X2n+1=x2n+sigma

7) Если f(x1, x2n+1)<f(x1, x2n), то шаг 6 иначе шаг 8

8) Если ((x1к+1 — x1к)2+(x2к+1 — x2к)2)>e то шаг 2 иначе шаг 9

9) Вывод x1*, x2*