A kémia újabb eredményei 15.

Tartalom

0. A szimuláció. Alap, cél, megvalósítás 13
0.1. A műveleti egységről 14
0.2. A műveleti egység mint rendszer 15
0.3. Matematikai modellezés, matematikai szimuláció 20
0.4. A számítástechnika alkalmazása 23
0.5. Ötlet, koncepció, megvalósítás 26
0.6. A SIMUL rendszer általános jellemzése 33
1. A technológia 35
1.1. A szimuláció és technológiai háttere 35
1.2. A technológiai folyamatábra információtartalma 36
1.3. A folyamatábra egyszerűsítése 38
1.4. A bután izomerizáció folyamatábrája 39
2. Áramok 43
2.1. Az anyagáram a SIMUL rendszerben 43
2.2. Definíciók 46
2.2.1. Áramtípus 46
2.2.1.1. Áramtípus index 48
2.2.1.2. Anyagindex 48
2.2.2. Áramvektor 48
2.2.2.1. Áramtípus kód 48
2.2.2.2. Tömegáram 48
2.2.2.3. Entalpiaáram 49
2.2.2.4. Hőmérséklet 49
2.2.2.5. Nyomás 49
2.2.2.6. Halmazállapot kód 49
2.2.2.7. Összetétel 49
2.3. A SIMUL rendszerben használt mértékegységrendszer 50
2.4. Az anyagáramok tulajdonságainak meghatározása 52
2.4.1. Az alapadatok rendszere 53
2.4.2. Fizikai és kémiai tulajdonságok számítása 69
2.4.2.1. A számítási módszerek elvi alapjai 69
2.4.2.2. A számítási eljárások általános ismertetése 73
a) Az eljárások formális paraméterei 71
h) Az eljárások pontosságát jellemző mennyiségek 73
c) Hibajelzések 74
2.4.2.3. Az eljárások ismertetése 75
a) Elegy pszeudoállandóinak számítása (mix) 75
h) Folyadékelegy pszeudogőznyomásának számítása (vapp) 78
c) Folyadékelegy párolgási entalpiájának számítása (vaph) 79
d) Elegy moláris sűrűségének számítása (dens) 81
e) Elegyek viszkozitásának számítása (visc) 89
f) Elegyek hő vezetési tényezőjének számítása (hcond) 93
g) Elegyek felületi feszültségének számítása (surtens) 97
h) Elegyek entalpiájának számítása (enth) 100
i) Elegyek mólhőjének számítása (cp) 102
j) Az entalpia nyomáskorrekciójának számítása (entcorr) 104
k) Egy elegy moláris entalpiájához tartozó hőmérséklet számítása (temp) 108
l) Elegy átlagos molekulatömegének számítása
(mol) 109
m) Elegy egyensúlyi gőzarányának számítása (vapratio) 109
n) Gőz-folyadék egyensúlyi együttható számításához szükséges együtthatók számítása (prek) 113
o) Fázisegyensúly. Elegy buborékpontjának és harmatpontjának számítása (bubdew) 114
3. Készülékek 115
3.1. A készülék a SIMUL rendszerben 115
3.2. Definíciók 122
3.2.1. Box 122
3.2.1.1. Készülék jellegű box 122
3.2.1.2. Matematikai és szervező boxok 122
3.2.2. Boxokkal kapcsolatos fogalmak 123
3.2.2.1. Boxindex 123
3.2.2.2. Boxazonosító 123
3.2.2.3. Működési paraméter 123
3.2.2.4. Működési paramétervektor 123
3.2.2.5. Működési index 123
3.2.2.6. Kapcsolódási pont 123
3.3. Készülékboxokkal kapcsolatos konvenciók 124
3.3.1. A készülékboxok grafikus ábrázolása 124
3.3.2. A boxok kidolgozásának szabályai 124
3.3.2.1. Általános előírások 124
3.3.2.2. Szabványos eljárások használata 125
3.3.2.3. A boxok tesztelése és dokumentálása 126
3.4. A készülékboxok ismertetése 127
3.4.1. Csőben áramló anyag nyomás- és hőmérséklet-változásának modellje (cső) 128
3.4.2. Áramvektorok elemeinek előírt módosítását végrehajtó box (prescriber) 135
3.4.3. Homogén áram kettéosztásának modellje (dividing) 139
3.4.4. Homogén áramok keverésének modellje (mixing) 140
3.4.5. Tetszőleges fázisú áramok keverésének és kettéosztásának modellje (balance) 141
3.4.6. Szeparáció modellje (sepl) 143
3.4.7. Izoentalpiás expanzió modellje (isoex ) 145
3.4.8. Hőátadó egység, fojtás és szeparátor együttes működésének modellje (vlexpa) 147
3.4.9. Desztillációs műveleti egység egyszerűsített modellje
(dist 1) 150
3.4.10. Desztillációs műveleti egység tányérról-tányérra
számoló modellje (dist 2) 155
3.4.11. Gázok nyomásnövelésének modellje (compr 1) 158
3.4.12. Fázisváltozás nélküli hőcsere modellje (referenciaadatok alapján) (heatex 1) 163
3.4.13. Krizisváltozással járó hőcsere folyamatának modellje (heatex 10) 165
3.4.14. Kémiai átalakulás modellje (stoechl) 170
3.4.15. Gázhalmazállapotú tüzelőanyagok égésfolyamatának modellje (burner) 173
3.4.16. Tányéros abszorpciós torony működésének modellje (abs 2) 175
3.4.17. Töltelékes abszorpciós torony modellje (tamm) 177
3.4.18. Korlátozottan felhasználható speciális boxok 180
a) Speciális kémiai reakció modellje (stoech2) 181
b) Kadiációs hőátadás modellje (rad) 183
c) Aceton-pirolizáló reaktor modellje (acreact) 183
d) Kémiai reakcióval kísért kondenzációs folyamat modellje (cond) 184
e) Metán parciális oxidációjának modellje (po) 184
f) Habkolonna működésének modellje (habko) 185
g) Gázabszorpció vagy -deszorpció modellje (abs 1) 186
h) Szénhidrogének pirolízisének modellje (reakt 1) 186
i) Kémiai reakcióval kísért abszorpció modellje (verabs) 187
j) Töltetes hűtőtorony modellje (quench) 188
4. A hálózat 189
4.1. Műveleti egységek hálózatának leírása 189
4.2. Definíciók 192
4.2.1. Kapcsolódási index 192
4.2.2. Hivatkozás 194
4.2.3. Aritmetikai kifejezés 194
4.3. A kapcsolódási pontok és a működési paramétervektorok számozása 194
4.4. Matematikai és szervező eljárások, boxok 195
4.4.1. Szabványos eljárások 196
4.4.1.1. Adatátviteli eljárások 196
4.4.1.2. Matematikai eljárások 197
a) Szimultán lineáris egyenletrendszerek megoldása (matrdiv) 197
h) Nemlineáris egyenletrendszer megoldása (noleq) 198
c) Elsőrendű differenciálegyenlet-rendszer numerikus integrálása (rkm 2) 202
d) Optimálás (optsimp 7) 204
4.4.1.3. Szervező eljárások 207
a) Hibajel kiadása (error) 207
h) Hivatkozásokkal kapcsolatos eljárások 207
4.4.2. Matematikai és szervezői boxok 207
4.4.2.1. Nemlineáris egyenletrendszert megoldó box (soleqs) 207
4.4.2.2. Optimáló box (opt 2) 210
4.4.2 3. Dinamikus optimálást szervező box (bellman) 214
4.4.2.4. Adatmódosító box (read) 214
4.4.2.5. Kiíró box (print) 216
4.4.2.6. Megállító box (stop) 217
4.4.2.7. A számítási sorrendet módosító box (jump) 218
4.4.2.8. Adatrendszert variáló box (vary) 219
5. A szimulációs számítás 223
5.1. A bután izomerizáció számítása 223
5.1.1. A számítás megtervezése és programozása 223
5.1.2. Eredmények és diszkussziójuk 230
5.2. Definíciók 238
5.2.1. A folyamatprogram és az input adatrendszer szintaxisa 238
5.2.2. Folyamatprogram 243
5.2.2.1. A folyamatprogram részei 243
a) Az áramtípusok definíciója 243
b) A szimulációs műveletek leírása 243
5.2.3. Az input adatrendszer 244
5.2.3.1. Az input adatrendszer részei 245
5.3. A számítási folyamatábra jelkép- és jelrendszere 246
6. Recirkuláció és szabályozás 250
6.1. Recirkuláció 250
6.2. Szabályozás 254
6.3. Egyenletrendszerek megoldása 256
6.3.1. Direkt iteráció 256
6.3.2. Newton-Raphson-módszer 257
6.4. Visszacsatolások számítása a SIMUL rendszerben 259
6.4.1. Recirkuláció 259
6.4.2. Szabályozás 264
6.4.3. Recirkuláció és szabályozás 267
7. Optimálás 270
7.1. Optimálás a SIMUL rendszerben 272
7.1.1. Optimálás az opt2 boxszal 272
7.1.2. Optimálás a bellman boxszal 274
7.1.2.1. Összetett rendszerek optimálása 274
7.1.2.2. A bellman box leírása 280
8. A szervező program 288
8.1. A használt számítógép 289
8.2. A szervezőprogram ismertetése 290
8.2.1. Beolvasó és feldolgozó rész 290
8.2.1.1. A szervező program által értelmezett kategóriák 290
a) Számok 290
b) Hivatkozások 292
c) Tárolandó elhatároló jelek 293
d) idézetek 293
8.2.1.2. Az adatok tárolása 294
8.2.1.3. A folyamatprogram és az input adatrendszer feldolgozása 295
8.2.2. Végrehajtó rész 296
8.2.3. Boxkészlet 298
8.3. A SIMUL-1 és SlMUL-2 szervező program variáns 298
Irodalom 301

Témakörök