 |
Типовые химико-технологические процессы.Характеристики объектов химической технологии.
|
|
|
|
Все ХТП по степени влияния возмущающих параметров подразделяются на 2 группы:
1.детерминированные
2.стохастические
Детерминированные- Процессы,которых определяющие величины изменяются вполне определимо, но по определенным закономерностям при этом предполагается, что значение выходных величин определяется заданием входных и управляющих воздействий.
Стохастические - процессы, в которых, изменение определяющей величины происходит случайным образом.
С целью выделения тепловых пр-сов ХТ и определения их природы используют след. критерии:
1.общность материала описания(модели пр-са)
2.общность аппаратурно- технологического процесса
3. особенностей автоматизации управления пр-са.
ПО характеру материало-энергетич. связей все про-сы делят на виды:1.гидродинамические(перемещение газов в трубопроводах и аппаратах, разделение суспензий) 2.тепловые(нагревание, охлождения, конденсации) 3.диффузионные (массообменные) - связаны с перемещением в-в в различных состояниях из одной фазы в другую. 4.механические (дробление,грохочение) 5.химические (опр. законами кинематики)
Объекты ХТ могут быть описаны статическими и динамическими х-ками представляя между собой взаимосвязь входных выходных параметров. Статические х-ки определяют зависимость выходных параметров от входных в остановившемся во времени режиме работы обьекта. Зависят: 1.ф-хим. Свойств перерабатываемого в-ва. 2.х-ки и степени достижения равновесия пр-са. 3.конструктивного оформления аппаратов.
В хим технологии объекты описываются нелинейными ур-ями. Для упрощения расчетов проводят операцию- линериализацию - замена нелинейных функциональных зависимостей на линейную опред. интервале входной величины.
|
|
|
Динамические х-ки - уравнения устанавливающие зависимость изменения в времени выходной величины от вариации входных возникающих параметров.
Универсальный видом описания динамических х-к является диф. уравнение.
Переходный процесс - переход из одного установленного состояния в другое.
Для определения динам. х-к и возможности сравнения их друг с другом применяют тепловые законы изменения тепловых параметров. Если величина теплового сигнала равна 1 тогда наз. Единичный скачок.
Временная х-ка – это отклик объекта на входной импульс.
31. Построение матрицы планирования ЦРП эксперимента,выбор звездного плеча и числа звездных точек.Условия оптимильности ЦР плана.
Область близкую к экстремуму функции отклика (область оптимума) называют почти стационарной областью. Для описания этой области применяют полиномы вида
при этом количество необходимых опытов резко увеличивается при возрастании числа членов аппроксимирующего полинома.
В этой связи, имеются хорошо разработанные планы второго порядка, например центральное композиционное ротатабельное планирование (ЦКРП).
Центральным план называют вследствие симметричности относительно центра плана (точки, в которой все кодированные факторы xu равны нулю); композиционным – потому, что они компонуются путем добавления определенного числа опытов к плану 1-го порядка, например плану ПФЭ.
Характер достройки показан на рисунке для двух факторов.
α – звездное плечо.
Рисунок – Расположение опытных точек в плане 2-го порядка
Ядро ЦКП составляет ПФЭ типа 2п при п <5. Если п >5, то можно пользоваться дробными репликами, обеспечивающими раздельное определение линейных эффектов и эффектов взаимодействия. При построении ЦКП к точкам плана ПФЭ добавляются точки в центре плана (центральные точки – одна или несколько параллельных) и точки, расположенные на всех осях координат на одинаковых расстояниях ±α от центра (звездные точки). Величину α называют звездным плечом. Для разных вариантов планов звездное плечо может быть разным.
|
|
|
Общее количество опытов при таком планировании определяется формулой:
где слагаемые – соответственно число опытов ПФЭ, звездных точек и нулевых точек.
Для двух факторов матрица такого плана имеет вид:
Однако ЦКРП построены таким образом, что соблюдается принцип ротатабельность, обеспечивающая равномерное получение информации на исследуемой сфере факторного пространства. Условия ротатабельности задаются соотношениями:
где N – число опытов; п – число факторов; λ2 и λ4 – некоторые произвольно выбираемые константы, связанные условием
Звездные точки строят на осях координат факторов и для ПФЭ величина звездного плеча α равна
а для ДФЭ
где p – дробность реплики (p=1-1/2 реплика, p=2–1/4 реплика).
|
|
|
