Математическая модель ректификационной колоны
Моделирование при исследовании технологических процессов и проектировании производств. Статическая модель ректификационной колоны. Регрессионный и корреляционный анализ. Множественная корреляция. Оптимизация технологического процесса методом сканирования.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 09.03.2021 |
Размер файла | 794,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство науки и образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Волгоградский государственный технический университет
Кафедра «Процессы и аппараты химических и пищевых производств»
Контрольная работа
по дисциплине «Моделирование химико-технологических процессов»
на тему «Математическая модель ректификационной колоны»
Выполнил: ст.гр.ТВБ-485
Трифонов В.С.
Проверил: доц. каф. ПАХПП
Яблонский В.О.
Волгоград 2020
Содержание
анализ модель ректификационная колонна технологический
Введение
1. Составление статической модели объекта
2. Регрессионный и корреляционный анализ
3. Множественная корреляция
4. Оптимизация технологического процесса методом сканирования
Список использованной литературы
Введение
Особенностью современных процессов химической технологии, протекающих с высокими скоростями при высоких температурах и давлениях в многофазных системах, является их сложность. Эта сложность проявляется в значительном числе и многообразии параметров, определяющих течение процессов, в большом числе внутренних связей между параметрами, в их взаимном влиянии, причем изменение одного параметра вызывает нелинейное изменение других параметров. На процесс накладываются возмущения, статистически распределенные во времени.
Огромное значение имеет моделирование при исследовании химико-технологических процессов и проектировании химических производств. При этом под моделированием понимают метод исследования химико-технологических процессов на моделях, отличающихся от объектов моделирования (натуры), в основном, масштабом. Моделирование можно осуществлять двумя основными методами - методом обобщенных переменных, или методом теории подобия (физическое моделирование), и методом численного эксперимента (математическое моделирование). Принципиального различия между этими методами нет, поскольку оба они в большей или меньшей степени основаны на экспериментальных данных и различаются лишь подходом к их обработке и анализу. Однако следует оговориться: опыт, будучи основой всякого исследования, поставляет в то же время исходные данные и для математического моделирования, т. е. математическое моделирование по существу является одним из методов физического моделирования и составляет с ним единую систему исследования объектов познания.
В каждом реальном процессе параметры в силу различных причин не остаются постоянными, причем они могут меняться в довольно широком диапазоне. Поэтому необходимо проводить анализ функционирования смоделированного процесса при изменении различных параметров.
1. Составление статической модели объекта
Изобразим процесс ректификации в следующем виде[1]:
Входные параметры:
F - расход питания;
Тпит. - температура питания;
Р - давление в колонне;
Тв - температура верха колонны;
Тн - температура низа колонны;
Qор. - расход на орошение.
Выходные параметры:
Qвых. - выход продукта.
Постоянные величины процесса:
N - число тарелок;
D - диаметр колонны;
Н - высота колонны.
Выберем основные технологические параметры объекта. Для этого необходимо произвести сбор статистического материала в режиме нормальной эксплуатации объекта (пассивный эксперимент).
2. Регрессионный и корреляционный анализ
Рассмотрим зависимость выхода продукта Qвых от расхода загрузки F. Для этого воспользуемся статистическим материалом, представленным в табл. 1.
Таблица 1 - Эмпирическая зависимость выхода продукта Qвых от расхода загрузки F
№ |
F, (м3/час) |
Qвых., (м3/час) |
№ |
F, (м3/час) |
Qвых., (м3/час) |
|
1 |
193 |
99 |
31 |
170 |
87 |
|
2 |
237 |
115 |
32 |
174 |
93 |
|
3 |
213 |
99 |
33 |
243 |
125 |
|
4 |
193 |
85 |
34 |
230 |
119 |
|
5 |
204 |
105 |
35 |
119 |
68 |
|
6 |
177 |
85 |
36 |
205 |
109 |
|
7 |
194 |
117 |
37 |
139 |
70 |
|
8 |
199 |
110 |
38 |
144 |
65 |
|
9 |
171 |
89 |
39 |
133 |
65 |
|
10 |
174 |
95 |
40 |
225 |
111 |
|
11 |
223 |
122 |
41 |
226 |
129 |
|
12 |
214 |
120 |
42 |
155 |
78 |
|
13 |
200 |
100 |
43 |
156 |
88 |
|
14 |
240 |
118 |
44 |
180 |
103 |
|
15 |
214 |
115 |
45 |
177 |
107 |
|
16 |
205 |
107 |
46 |
187 |
113 |
|
17 |
190 |
100 |
47 |
187 |
93 |
|
18 |
193 |
97 |
48 |
188 |
92 |
|
19 |
245 |
120 |
49 |
246 |
162 |
|
20 |
233 |
116 |
50 |
174 |
77 |
|
21 |
216 |
106 |
51 |
134 |
86 |
|
22 |
227 |
109 |
52 |
189 |
114 |
|
23 |
231 |
116 |
53 |
205 |
105 |
|
24 |
193 |
98 |
54 |
195 |
118 |
|
25 |
191 |
118 |
55 |
200 |
111 |
|
26 |
176 |
90 |
56 |
175 |
79 |
|
27 |
180 |
95 |
57 |
233 |
116 |
|
28 |
215 |
102 |
58 |
236 |
106 |
|
29 |
145 |
77 |
59 |
237 |
109 |
|
30 |
154 |
80 |
60 |
231 |
117 |
Для определения вида уравнения регрессии построим эмпирическую линию регрессии по данным табл.1.
Рисунок 1 - Линейная зависимость выхода продукта Qвых от расхода загрузки F, определенная с помощью средств MATHCAD
Эмпирическая линия регрессии показывает, что функцию целесообразно искать в виде прямой:
Требуется определить по методу наименьших квадратов коэффициенты линейного уравнения регрессии по выборке объемом N=60.
Система нормальных уравнений для этого случая имеет вид[2]:
или
Коэффициенты b0, b1 легко найти в этом случае с помощью пределителей[2]:
Коэффициент b0 проще найти по известному b1 из первого уравнения системы:
где y, x - средние значения y, x.
Последнее уравнение показывает, что между коэффициентами b0 и b1 существует корреляционная зависимость. В нашем случае:
b0=8.35; b1=0.5
Искомое уравнение регрессии:
Qвых. = 8.35 + 0.5F
Для оценки линейной связи вычисляется выборочный коэффициент корреляции[2]:
или
Для данного случая выборочный коэффициент корреляции r = 0.858. Т.к. коэффициент корреляции принадлежит интервалу [0,75-1], то данный входной параметр влияет на выходной и его следует учитывать в уравнении множественной корреляции.
Рассмотрим зависимость выхода продукта Qвых от температуры загрузки Тпит. Для этого воспользуемся статистическим материалом, представленным в таблице 2.
Таблица 2 - Эмпирическая зависимость выхода продукта Qвых от температуры загрузки Тпит
№ |
Тпит, (0С) |
Qвых., (м3/час) |
№ |
Тпит, (0С) |
Qвых., (м3/час) |
|
1 |
82 |
99 |
31 |
75 |
87 |
|
2 |
82 |
115 |
32 |
80 |
93 |
|
3 |
81 |
99 |
33 |
84 |
125 |
|
4 |
81 |
85 |
34 |
82 |
119 |
|
5 |
82 |
105 |
35 |
74 |
68 |
|
6 |
79 |
85 |
36 |
81 |
109 |
|
7 |
81 |
117 |
37 |
75 |
70 |
|
8 |
81 |
110 |
38 |
73 |
65 |
|
9 |
81 |
89 |
39 |
71 |
65 |
|
10 |
77 |
95 |
40 |
81 |
111 |
|
11 |
84 |
122 |
41 |
80 |
129 |
|
12 |
84 |
120 |
42 |
76 |
78 |
|
13 |
83 |
100 |
43 |
77 |
88 |
|
14 |
83 |
118 |
44 |
80 |
103 |
|
15 |
82 |
115 |
45 |
83 |
107 |
|
16 |
81 |
107 |
46 |
84 |
113 |
|
17 |
83 |
100 |
47 |
80 |
93 |
|
18 |
80 |
97 |
48 |
78 |
92 |
|
19 |
84 |
120 |
49 |
89 |
162 |
|
20 |
87 |
116 |
50 |
77 |
77 |
|
21 |
86 |
106 |
51 |
77 |
86 |
|
22 |
88 |
109 |
52 |
77 |
114 |
|
23 |
85 |
116 |
53 |
73 |
105 |
|
24 |
81 |
98 |
54 |
79 |
118 |
|
25 |
82 |
118 |
55 |
79 |
111 |
|
26 |
78 |
90 |
56 |
70 |
79 |
|
27 |
79 |
95 |
57 |
87 |
116 |
|
28 |
82 |
102 |
58 |
86 |
106 |
|
29 |
78 |
77 |
59 |
88 |
109 |
|
30 |
80 |
80 |
60 |
85 |
117 |
Для определения вида уравнения регрессии построим эмпирическую линию регрессии по данным табл.2.
Рисунок 2 - Линейная зависимость выхода продукта Qвых от температуры загрузки Тпит , определенная с помощью средств MATHCAD
Для полученной линии регрессии уравнение регрессии выглядит следующим образом:
Требуется определить по методу наименьших квадратов коэффициенты линейного уравнения регрессии по выборке объемом N=60.
В нашем случае:
b0=9.65; b1=1.13
Искомое уравнение регрессии:
Qвых. = 9.65 + 1.13Тпит
Для данного случая выборочный коэффициент корреляции r = 0.198Т.к. коэффициент корреляции не принадлежит интервалу [0,75-1], то данный входной параметр не влияет на выходной и его не следует учитывать в уравнении множественной корреляции.
Рассмотрим зависимость выхода продукта Qвых от температуры верха колонны Тв. Для этого воспользуемся статистическим материалом, представленным в таблице 3.
Таблица 3 - Эмпирическая зависимость выхода продукта Qвых от температуры верха колонны Тв
№ |
Тв, (0С) |
Qвых., (м3/час) |
№ |
Тв, (0С) |
Qвых., (м3/час) |
|
1 |
55 |
99 |
31 |
50 |
87 |
|
2 |
55 |
115 |
32 |
52 |
93 |
|
3 |
55 |
99 |
33 |
56 |
125 |
|
4 |
52 |
85 |
34 |
56 |
119 |
|
5 |
55 |
105 |
35 |
40 |
68 |
|
6 |
51 |
85 |
36 |
57 |
109 |
|
7 |
55 |
117 |
37 |
50 |
70 |
|
8 |
55 |
110 |
38 |
40 |
65 |
|
9 |
51 |
89 |
39 |
43 |
65 |
|
10 |
53 |
95 |
40 |
56 |
111 |
|
11 |
55 |
122 |
41 |
55 |
129 |
|
12 |
55 |
120 |
42 |
52 |
78 |
|
13 |
54 |
100 |
43 |
53 |
88 |
|
14 |
55 |
118 |
44 |
55 |
103 |
|
15 |
56 |
115 |
45 |
56 |
107 |
|
16 |
56 |
107 |
46 |
56 |
113 |
|
17 |
55 |
100 |
47 |
53 |
93 |
|
18 |
54 |
97 |
48 |
54 |
92 |
|
19 |
56 |
120 |
49 |
62 |
162 |
|
20 |
56 |
116 |
50 |
51 |
77 |
|
21 |
55 |
106 |
51 |
42 |
86 |
|
22 |
55 |
109 |
52 |
51 |
114 |
|
23 |
55 |
116 |
53 |
55 |
105 |
|
24 |
53 |
98 |
54 |
54 |
118 |
|
25 |
57 |
118 |
55 |
54 |
111 |
|
26 |
51 |
90 |
56 |
51 |
79 |
|
27 |
50 |
95 |
57 |
56 |
116 |
|
28 |
50 |
102 |
58 |
55 |
106 |
|
29 |
50 |
77 |
59 |
55 |
109 |
|
30 |
50 |
80 |
60 |
55 |
117 |
Для определения вида уравнения регрессии построим эмпирическую линию регрессии по данным табл.3.
Рисунок 3 - Линейная зависимость выхода продукта Qвых от температуры верха колонны Тв , определенная с помощью средств MATHCAD
Эмпирическая линия регрессии показывает, что функцию целесообразно искать в виде прямой:
Требуется определить по методу наименьших квадратов коэффициенты линейного уравнения регрессии по выборке объемом N=60.
В нашем случае:
b0=-118.45; b1=4.13
Искомое уравнение регрессии:
Qвых. = -118.45 + 4.13Тв
Для данного случая выборочный коэффициент корреляции r = 0.848. Т.к. коэффициент корреляции принадлежит интервалу [0,75-1], то данный входной параметр влияет на выходной и его следует учитывать в уравнении множественной корреляции.
Рассмотрим зависимость выхода продукта Qвых от температуры низа колонны Тн. Для этого воспользуемся статистическим материалом, представленным в таблице 4.
Таблица 4 - Эмпирическая зависимость выхода продукта Qвых от температуры низа колонны Тн
№ |
Тн, (0С) |
Qвых., (м3/час) |
№ |
Тн, (0С) |
Qвых., (м3/час) |
|
1 |
105 |
99 |
31 |
96 |
87 |
|
2 |
112 |
115 |
32 |
98 |
93 |
|
3 |
109 |
99 |
33 |
114 |
125 |
|
4 |
98 |
85 |
34 |
114 |
119 |
|
5 |
110 |
105 |
35 |
88 |
68 |
|
6 |
101 |
85 |
36 |
115 |
109 |
|
7 |
111 |
117 |
37 |
91 |
70 |
|
8 |
111 |
110 |
38 |
89 |
65 |
|
9 |
103 |
89 |
39 |
89 |
65 |
|
10 |
105 |
95 |
40 |
109 |
111 |
|
11 |
114 |
122 |
41 |
115 |
129 |
|
12 |
111 |
120 |
42 |
97 |
78 |
|
13 |
109 |
100 |
43 |
102 |
88 |
|
14 |
109 |
118 |
44 |
107 |
103 |
|
15 |
110 |
115 |
45 |
111 |
107 |
|
16 |
111 |
107 |
46 |
108 |
113 |
|
17 |
101 |
100 |
47 |
105 |
93 |
|
18 |
103 |
97 |
48 |
107 |
92 |
|
19 |
108 |
120 |
49 |
100 |
162 |
|
20 |
113 |
116 |
50 |
95 |
77 |
|
21 |
112 |
106 |
51 |
69 |
86 |
|
22 |
110 |
109 |
52 |
110 |
114 |
|
23 |
112 |
116 |
53 |
104 |
105 |
|
24 |
106 |
98 |
54 |
102 |
118 |
|
25 |
113 |
118 |
55 |
102 |
111 |
|
26 |
104 |
90 |
56 |
99 |
79 |
|
27 |
107 |
95 |
57 |
113 |
116 |
|
28 |
109 |
102 |
58 |
112 |
106 |
|
29 |
89 |
77 |
59 |
114 |
109 |
|
30 |
100 |
80 |
60 |
112 |
117 |
Для определения вида уравнения регрессии построим эмпирическую линию регрессии по данным табл.4.
Рисунок 4 - Линейная зависимость выхода продукта Qвых от температуры низа колонны Тн , определенная с помощью средств MATHCAD
Эмпирическая линия регрессии показывает, что функцию целесообразно искать в виде прямой:
Требуется определить по методу наименьших квадратов коэффициенты линейного уравнения регрессии по выборке объемом N=60.
В нашем случае:
b0=-70.36; b1=1.63
Искомое уравнение регрессии:
Qвых. = -6.946 + 0.162Тн
Для данного случая выборочный коэффициент корреляции r = 0.76 т.к. коэффициент корреляции принадлежит интервалу [0,75-1], то данный входной параметр влияет на выходной и его следует учитывать в уравнении множественной корреляции.
Рассмотрим зависимость выхода продукта Qвых от давления колонны Р. Для этого воспользуемся статистическим материалом, представленным в таблице
Таблица 5 - Эмпирическая зависимость выхода продукта Qвых от давления колонны Р
№ |
Р, (кг/см2) |
Qвых., (м3/час) |
№ |
Р, (кг/см2) |
Qвых., (м3/час) |
|
1 |
5.3 |
99 |
31 |
5.35 |
87 |
|
2 |
5.31 |
115 |
32 |
5.35 |
93 |
|
3 |
5.31 |
99 |
33 |
5.35 |
125 |
|
4 |
5.31 |
85 |
34 |
5.35 |
119 |
|
5 |
5.34 |
105 |
35 |
5.35 |
68 |
|
6 |
5.41 |
85 |
36 |
5.35 |
109 |
|
7 |
5.41 |
117 |
37 |
5.35 |
70 |
|
8 |
5.41 |
110 |
38 |
5.35 |
65 |
|
9 |
5.37 |
89 |
39 |
5.35 |
65 |
|
10 |
5.36 |
95 |
40 |
5.35 |
111 |
|
11 |
5.37 |
122 |
41 |
5.39 |
129 |
|
12 |
5.36 |
120 |
42 |
5.36 |
78 |
|
13 |
5.35 |
100 |
43 |
5.37 |
88 |
|
14 |
5.35 |
118 |
44 |
5.35 |
103 |
|
15 |
5.35 |
115 |
45 |
5.35 |
107 |
|
16 |
5.35 |
107 |
46 |
5.35 |
113 |
|
17 |
5.35 |
100 |
47 |
5.35 |
93 |
|
18 |
5.35 |
97 |
48 |
5.35 |
92 |
|
19 |
5.36 |
120 |
49 |
5.37 |
162 |
|
20 |
5.36 |
116 |
50 |
5.31 |
77 |
|
21 |
5.36 |
106 |
51 |
5.45 |
86 |
|
22 |
5.36 |
109 |
52 |
5.45 |
114 |
|
23 |
5.36 |
116 |
53 |
5.47 |
105 |
|
24 |
5.33 |
98 |
54 |
5.45 |
118 |
|
25 |
5.35 |
118 |
55 |
5.47 |
111 |
|
26 |
5.36 |
90 |
56 |
5.46 |
79 |
|
27 |
5.35 |
95 |
57 |
5.36 |
116 |
|
28 |
5.35 |
102 |
58 |
5.36 |
106 |
|
29 |
5.35 |
77 |
59 |
5.36 |
109 |
|
30 |
5.36 |
80 |
60 |
5.36 |
117 |
Для определения вида уравнения регрессии построим эмпирическую линию регрессии по данным табл.5.
Рисунок 5 - Линейная зависимость выхода продукта Qвых от давления в колонне Р , определенная с помощью средств MATHCAD
Для полученной линии регрессии уравнение регрессии выглядит следующим образом:
Требуется определить по методу наименьших квадратов коэффициенты линейного уравнения регрессии по выборке объемом N=60.
В нашем случае:
b0=-87.19; b1=35.19
Искомое уравнение регрессии:
Qвых. = -87.19 + 35.19P
Для данного случая выборочный коэффициент корреляции r = 0.072. Т.к. коэффициент корреляции не принадлежит интервалу [0,75-1], то данный входной параметр не влияет на выходной и его не следует учитывать в уравнении множественной корреляции.
Рассмотрим зависимость выхода продукта Qвых от расхода на орошение Qор.. Для этого воспользуемся статистическим материалом, представленным в таблице.
Таблица 6 - Экспериментальная зависимость выхода продукта Qвых от расхода на орошение Qор
№ |
Qор, (т/час) |
Qвых., (м3/час) |
№ |
Qор, (т/час) |
Qвых., (м3/час) |
|
1 |
200 |
99 |
31 |
221 |
87 |
|
2 |
199 |
115 |
32 |
222 |
93 |
|
3 |
200 |
99 |
33 |
199 |
125 |
|
4 |
199 |
85 |
34 |
199 |
119 |
|
5 |
200 |
105 |
35 |
200 |
68 |
|
6 |
203 |
85 |
36 |
199 |
109 |
|
7 |
198 |
117 |
37 |
200 |
70 |
|
8 |
198 |
110 |
38 |
200 |
65 |
|
9 |
201 |
89 |
39 |
199 |
65 |
|
10 |
200 |
95 |
40 |
200 |
111 |
|
11 |
200 |
122 |
41 |
200 |
129 |
|
12 |
213 |
120 |
42 |
200 |
78 |
|
13 |
214 |
100 |
43 |
200 |
88 |
|
14 |
214 |
118 |
44 |
200 |
103 |
|
15 |
214 |
115 |
45 |
199 |
107 |
|
16 |
214 |
107 |
46 |
200 |
113 |
|
17 |
203 |
100 |
47 |
200 |
93 |
|
18 |
200 |
97 |
48 |
200 |
92 |
|
19 |
200 |
120 |
49 |
169 |
162 |
|
20 |
200 |
116 |
50 |
188 |
77 |
|
21 |
200 |
106 |
51 |
201 |
86 |
|
22 |
202 |
109 |
52 |
190 |
114 |
|
23 |
200 |
116 |
53 |
193 |
105 |
|
24 |
200 |
98 |
54 |
230 |
118 |
|
25 |
207 |
118 |
55 |
240 |
111 |
|
26 |
188 |
90 |
56 |
240 |
79 |
|
27 |
211 |
95 |
57 |
200 |
116 |
|
28 |
210 |
102 |
58 |
200 |
106 |
|
29 |
212 |
77 |
59 |
200 |
109 |
|
30 |
222 |
80 |
60 |
200 |
117 |
Для определения вида уравнения регрессии построим эмпирическую линию регрессии по данным табл.6.
Рисунок 6 - Линейная зависимость выхода продукта Qвых от расхода на орошение Qор , определенная с помощью средств MATHCAD
Для полученной линии регрессии уравнение регрессии выглядит следующим образом:
Требуется определить по методу наименьших квадратов коэффициенты линейного уравнения регрессии по выборке объемом N=60.
В нашем случае:
b0=89.47; b1=0.061
Искомое уравнение регрессии:
Qвых. = 89.47 - 0.061 Qор
Для данного случая выборочный коэффициент корреляции r = 0.033. Т.к. коэффициент корреляции не принадлежит интервалу [0,75-1], то данный входной параметр не влияет на выходной и его не следует учитывать в уравнении множественной корреляции.
3. Множественная корреляция
Если необходимо исследовать корреляционную связь между многими величинами, то пользуются уравнением множественной регрессии[3]:
Здесь мы имеем дело уже не с линией регрессии, а с поверхностью регрессии при к=2 и с гиперповерхностью при к>2. Эту поверхность называют поверхностью отклика. При построении поверхности отклика на координатных осях факторного пространства откладывают численные значения параметров (факторов). Исходный статистический материал представляют в виде таблицы.
Прежде всего, переходят от натурального масштаба к новому, проводя нормировку всех значений случайных величин по формулам[3]:
где yi , x1i , x2i - нормированные значения соответствующих факторов;
y, x1i, x2i - средние значения факторов;
s у, s х1, s х2 - среднеквадратичные отклонения.
Исходный статистический материал представляется в новом масштабе.
Выборочный коэффициент корреляции при этом равен:
Вычисленный по формуле коэффициент корреляции равен коэффициенту корреляции между переменными, выраженными в натуральном масштабе rxy*. Уравнение регрессии между нормированными переменными не имеет свободного члена и принимает вид:
Коэффициенты этого уравнения находятся из условия:
Условия минимума функции S определяются так же, как и в случае зависимости от одной переменной:
Система нормальных уравнений имеет вид[3]:
Умножим левую и правую части уравнений на 1/(N-1). В результате при каждом коэффициенте аj получается выборочный коэффициент корреляции r*. Принимая во внимание
получаем систему нормальных уравнений
Решив эту систему, рассчитывают коэффициент множественной корреляции R:
Коэффициент множественной корреляции служит показателем силы связи и в случае множественной регрессии 0<R<1.
Для практического использования уравнения необходимо перейти к натуральному масштабу по формулам[3]:
Выведем уравнение множественной корреляции, используя статистический материал, представленный в таблицах 1,3,4.
Найдем средние значения параметров:
Найдем среднеквадратичные отклонения:
Выборочные коэффициенты корреляции при этом равны:
Найдем неизвестные коэффициенты уравнения множественной корреляции:
Коэффициент множественной корреляции равен:
Перейдем к натуральному масштабу по формулам:
Искомое уравнение множественной корреляции :
4. Оптимизация технологического процесса методом сканирования
Целевая функция для колонны имеет вид:
Для определения максимального выхода дебутанизированной ШФЛУ необходимо определить оптимальные значения параметров, наиболее влияющих на процесс[4]. В данном случае это: загрузка сырья на колонну, температура верха колонны, температура низа колонны. Исходя из статистических данных определяем интервалы возможного варьирования этих параметров:
єС
єС
м3/час
Критерий оптимальности - максимальный расход дебутанизированной ШФЛУ (минимальный расход дебутанизированной ШФЛУ равен 70 м3/час).
Program S;
Uses crt;
const
Fmin=190; Tvmin=40; Tnmin=69; Qvmin=70;
var
F,Tv,Tn,Qv,n,Fo,Tvo,Tno,Qvo:real;
begin
clrscr;
write('vvedite n=');
read(n);
clrscr;
F:=Fmin; Tv:=Tvmin; Tn:=Tnmin; Qv:=Qvmin;
while F<=250 do begin
while Tv<=57 do begin
while Tn<=115 do begin
Qvo:=-5.672+0.141*Tv+0.017*Tn+0.328*F;
if Qvo>Qv then begin Qv:=Qvo;
Fo:=F; Tvo:=Tv; Tno:=Tn; end;
Tn:=Tn+n;
end;
Tn:=Tnmin;
Tv:=Tv+n;
end;
Tv:=Tvmin;
F:=F+n;
end;
writeln('max pacxog vblxoga Qv=',Qv:7:2);
writeln('pacxog zagryzku F=',Fo:5:6);
Writeln('temperatyra niza Tn=',Tno:5:6);
writeln ('temperatyra verxa Tv=',Tvo:5:6);
repeat
until keypressed;
end.
По результатам вычислений программа показала, что наиболее оптимальные значения параметров достигаются при шаге n=0.25.
Максимальный расход на выходе Qmax=86.32 м3/час, при:
- температуре верха Tв=57 єС,
- температуре низа Tн=115 єС,
- загрузка сырья F=250 м3/час.
Список использованной литературы
1. Кузнецов А.А., Кагерманов С.М., Судаков Е.Н. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. - Л.: Химия, 1974. - 344 с.
2. Информационные технологии в маркетинге : учебник и практикум для академического бакалавриата / С. В. Карпова [и др.] ; под общей редакцией С. В. Карповой. -- Москва : Издательство Юрайт, 2017. -- 367 с. [Электронный ресурс] https://studme.org/33796/informatika/ metody_korrelyatsionnogo_regresionnogo_analiza (дата обращения: 02.10.2020).
3. Ветохин В.Н., Потапов В.И. Моделирование процессов ректификации для целей оптимального проектирования процессов нефтепереработки и нефтехимии.- М., 1981, с. 174-184.
4. [Электронный ресурс] https://hub.exponenta.ru/post/postanovka-zadachi-optimizatsi-i-chislennye-metody-ee-resheniya356 (дата обращения: 02.10.2020).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общая характеристика секции атмосферно-вакуумной трубчатки. Описание технологического процесса и технологической схемы секции. Синтез получения алгоритма вычисления стабилизирующих управлений для ректификационной колонны и математическая модель процесса.
реферат [632,2 K], добавлен 15.03.2014Цель фракционной ректификации. Определение точки кипения. Взаимосвязь давления и температуры. Разбивка компонентов воздуха. Парообразование и ожижение. Система испаритель-конденсатор. Определение обратного потока. Конструкция ректификационной колоны.
презентация [1,6 M], добавлен 28.10.2013Классификация и типы нефти по различным признакам, выбор направления переработки и этапы данного технологического процесса. Очистка от примесей, способы регулирования температурного режима. Определение параметров используемой ректификационной колонны.
курсовая работа [566,9 K], добавлен 26.02.2015Производство кефира резервуарным способом. Основные направления автоматизации процесса закваски. Параметры, влияющие на прохождение процесса. Статическая модель технологического объекта. Материальный и тепловой баланс. Структурная идентификация объекта.
курсовая работа [659,5 K], добавлен 22.12.2010Технология переработки компонентов природного газа и отходящих газов С2-С5 нефтедобычи и нефтепереработки в жидкие углеводороды состава С6-С12. Особенности расчета технологических параметров ректификационной колонны, ее конденсатора и кипятильника.
контрольная работа [531,6 K], добавлен 06.11.2012Система с распределенными параметрами, особенности ее описания с помощью дифференциальных уравнений в частных производных. Моделирование на макро- и микроуровне. Математическая модель колебания круглой мембраны. Исследование гидравлической системы.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 28.04.2013Понятие процесса ректификации. Расчет материального баланса процесса. Определение минимального флегмового числа. Конструктивный расчёт ректификационной колонны. Определение геометрических характеристик трубопровода. Технологическая схема ректификации.
курсовая работа [272,4 K], добавлен 03.01.2010Построение и расчет концептуальной модели. Разработка алгоритма имитации исследуемого процесса. Разработка программы и проведение машинных экспериментов с моделью исследуемой системы. Правило проводки заявок. Оптимизация работы реальной системы.
курсовая работа [278,6 K], добавлен 05.05.2015Знакомство с этапами технологического расчета ректификационной установки непрерывного действия. Ректификация как процесс разделения гомогенных смесей летучих жидкостей. Рассмотрение основных способов определения скорости пара и диаметра колонны.
курсовая работа [10,0 M], добавлен 02.05.2016Технологии пищевых производств и разработка систем автоматизации химических процессов. Математическая модель материалов и аппаратов, применяемых для смешивания. Описание функциональной схемы регулирования количества подаваемых на смеситель компонентов.
курсовая работа [26,8 K], добавлен 12.07.2010Представление схемы установки регенерации диэтиленгликоля на основе бинарной ректификации. Описание переходного процесса массообмена в ректификационной колонне системой нелинейных дифференциальных уравнений первого порядка с постоянным коэффициентом.
курсовая работа [785,2 K], добавлен 10.07.2014Материальный баланс процесса ректификации. Расчет флегмового числа, скорость пара и диаметр колонны. Тепловой расчет ректификационной колонны. Расчет оборудования: кипятильник, дефлегматор, холодильники, подогреватель. Расчет диаметра трубопроводов.
курсовая работа [161,5 K], добавлен 02.07.2011Повышение качества непрерывнолитой заготовки с помощью методов оптимизации в среде Microsoft Excel и программирования в среде Delphi c использованием технологических инструкций ОАО "НКМК" и экспериментальных данных. Математическая модель кристаллизатора.
дипломная работа [6,9 M], добавлен 06.07.2012Понятие и технологическая схема процесса ректификации, назначение ректификационных колонн. Расчет ректификационной колонны непрерывного действия для разделения смеси бензол-толуол с определением основных геометрических размеров колонного аппарата.
курсовая работа [250,6 K], добавлен 17.01.2011Технологический процесс, оборудование и математическая модель объекта. Разработка структурной и функциональной схемы автоматизации, расчет и выбор исполнительных механизмов, работа принципиальной электрической схемы. Затраты на содержание механизмов.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 16.04.2012Проектирование ректификационной установки для непрерывного разделения смеси бензол-толуол под атмосферным давлением. Подробный расчет ректификационной колонны и парового подогревателя исходной смеси. Куб-испаритель, дефлегматор и холодильники остатка.
курсовая работа [223,7 K], добавлен 15.10.2011Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения бинарной смеси "вода - уксусная кислота". Технологическая схема и ее описание. Подбор конструкционного материала. Подробный расчет ректификационной колонны и холодильника дистиллята.
курсовая работа [738,6 K], добавлен 23.03.2015Материальный и тепловой расчеты ректификационной колонны непрерывного действия, дефлегматора, подогревателя исходной смеси и холодильников для охлаждения готовых продуктов разделения. Выбор питающего насоса по расходуемой энергии конденсатоотводчика.
курсовая работа [10,0 M], добавлен 17.05.2010Расчет и подбор кипятильник ректификационной установки и его тепловой изоляции. Особенности процесса ректификации, описание его технологической схемы. Схема конструкции аппарата. Выбор оптимального испарителя, расчет толщины его тепловой изоляции.
курсовая работа [409,8 K], добавлен 04.01.2014Конструктивно-технологический анализ детали "палец", предназначенного для соединения штока гидроцилиндра и колоны. Выбор способа получения заготовки, оборудования и приспособлений, режущего инструмента. Назначение технологического маршрута обработки.
контрольная работа [173,9 K], добавлен 01.03.2016