Vegyipari rendszertechnika és matematikai modellezés I.

Tartalom

Előszó 3
Bevezetés 5
1. Vegyipari folyamattervezés alapjai 8
1.1 A rendszert leíró változók 8
1.2 Szabadsági fok fogalma 9
1.3 Vegyipari folyamatok tervezése 13
2. Hálózatok leírása és kódolása 15
2.1 Technológiai- és jel-folyam gráfok 15
2.2 A technológiai folyamatábra információtartalma 18
2.3 Információs áram diagram, a hálózatok kódolása 18
2.3.1 Folyamat-mátrix 19
2.3.2 Áramkapcsolat-mátrix és indexmátrix 20
2.3.3 Struktúra vagy incidencia mátrix 21
2.3.4 Szomszédsági vagy adjacencia mátrix, egységekre 22
2.3.5 Szomszédsági vagy adjacencia mátrix, áramokra 22
3. Vegyipari rendszerek állandósult állapotának számítása 24
3.1 A módszerek csoportosítása 24
3.2 Illusztratív példa 25
3.3 Szekvenciális megközelítés 27
3.4 Az illusztratív példa szekvenciális megoldása 30
3.4.1 Az.önálló számítási egységek vagy modulok 30
3.4.2 Számítási eredmények 32
3.5 Szimultán megközelítés 32
3.6 Az illusztratív példa szimultán megoldása 37
3.6.1 A felső szintű, lineáris modell 37
3.6.2 Az alsó szintű, nemlineáris modulok 39
3.6.3 A számítás menete és az eredmények 40
3.7 Egyenletmegoldó megközelítés 40
3.8 Az illusztratív példa megoldása egyenletmegoldó stratégiával 42
3.8.1 Az egyenletrendszer felírása 42
3.8.2 Az egyenletrendszer megoldása 44
4. A szekvenciális moduláris számításokat előkészítő algoritmusok 47
4.1 Nyitott és maximális zárt alrendszerek 47
4.2 Recirkulációs körök azonosítása az egységekre felírt szomszédsági mátrix alapján 49
4.3 Recirkulációs körök azonosítása az index mátrix alapján 57
4.4 Recirkulációs körök azonosítása útkereső eljárásokkal, az irányított gráf rendszeres végigjárásával 60
4.5 Zárt alrendszerek számításának megtervezése a recirkulációs körök "felvágásával" 65
4.6 Az Ismertetett algoritmusok alkalmazása 72
5. Szimultán moduláris megközelítés I. A műveleti egységek kvázilineáris modellezése 73
5.1 Lineáris és nemlineáris részmodellek 73
5.2 Különböző vegyipari műveletek típusmodelljei 74
5.2.1 Elágazás 76
5.2.2 Keveredés 77
5.2.3 Szétválasztó műveletek 77
5.2.4 Kémiai reaktorok 92
5.3 A kvázilineáris modellezés összefoglalása, megjegyzések 95
6. Szimultán moduláris megközelítés II. Vegyipari hálózatok leírása jel-folyam gráfokkal 100
6.1 Jel-folyam gráfok alapvető tulajdonságai 100
6.2 Jel-folyam gráfok egyszerűsítése és az átviteli függvények meghatározása 102
6.3 Szomszédsági mátrix alkalmazása jel-folyam gráfok egyszerűsítésére 109
6.4 Etilén-oxid-gyártás esettanulmánya 111
6.5 Nem lineáris hálózatok esete 115
7. Szimultán moduláris megközelítés III. A számítás algoritmusa, esettanulmányok 118
7.1 A szimultán moduláris megközelítés, mint dekompozíciós eljárás 118
7.2 A számítás algoritmusa 119
7.2.1 Gráf-egyszerűsítési eljárás 119
7.2.2 Ciklus alappontok előrevetítése 120
7.2.3 Számítási ciklus 121
7.8 Karbamidszintézis esettanulmánya 122
7.3.1 Számítás recirkuláció nélkül 124
7.3.2 Számítás a recirkuláció figyelembevételével 130
7.4 Ammóniaszintézis esettanulmánya 137
8. Egyenletmegoldó megközelítés 146
8.1 A módszerek csoportosítása 146
8.2 Globális módszerek 156
8.3 Lineáris egyenletrendszerek megoldása 158
8.4 Szabad tervezési és iterációs változók kiválasztása 161
8.4.1 Egyenletrendszer függetlensége, szabad változók kiválasztásának szempontjai 161
8.4.2 Különbözőségi feltétel, szabad változó szelektálás a kétoldalú gráfon 162
8.4.3 Szabad változó szelektálás a megjelenési mátrix segítségével 165
8.4.4 Szabad- és Iterációs változók szelektálási algoritmusa 172
8.4.5 Tervezési változók újraválasztása, az információs áramok megfordítása 174
9. Konvergenciaeljárások és szabályozó blokkok 178
9.1 A változók felújításának módszerei 178
9.1.1 A fokozatos közelítések sorozata 178
9.1.2 Fokozatos linearizálás 179
9.1.3 Megoldás minimumkereséssel 181
9.1.4 Közvetlen és csillapított behelyettesítés 183
9.1.5 Általánosított húrmódszer 184
9.1.6 A domináns sajátérték módszere 187
9.2 Szabályozó blokkok használata moduláris megközelítések esetén 188
9.2.1 Szabályozott iteráció 188
9.2.2 Belső ciklusok felszabadítása 192
10. Vegyipari folyamatok hierarchikus tervezése 194
10.1 A hierarchikus modellezés alapjai és vizsgálatunk hierarchiaszintjei 195
10.2 Egyszerű műveleti egységek szintjei 196
10.3 Összetett műveleti egységek szintje 201
10.4 Bonyolult műveleti egységek szintje 203
10.5 Összefoglalás 205
11. Beruházási költségek becslése 208
11.1 Gazdaságossági értékelések 208
11.2 Kapacitásarány és költségindex 210
11.3 Tapasztalati összefüggések a készülékek jellemző paraméteri függvényében, költségbecslési eljárások 212
11.4 Faktor-technika módszerei 214
11.5 Modul-technika módszerei 215
11.6 Költségközelitések és pontosságuk 218
Függelék 221
F1. Az OS operációs rendszer használatának általános tudnivalói 221
F2. Kötegelt feldolgozás JCL nyelvre 226
F3. Az időosztás üzemmód (TSO) parancsnyelve 233
Irodalom 243
Tartalomjegyzék 249

Témakörök