Математическая модель и оптимальное управление процессом бинарной ректификации
Цель: исследование предельных возможностей процесса бинарной ректификации с позиций термодинамики при конечном времени, выяснение способов его оптимальной организации и синтез систем управления, реализующих термодинамически оптимальные режимы. Модифицированы алгоритмы расчета статических режимов работы ректификационных колонн; с использованием уравнений термодинамического баланса найдена связь энергетических затрат с производством энтропии. Определена форма идеальной рабочей линии, обеспечивающая минимальные затраты тепла при заданной производительности и соответствующий ей закон подвода и отвода тепла по высоте колонны; получены оценки предельной производительности колонны и минимальных затрат энергии при заданной производительности. Сформулированы и решены задачи оптимального управления ректификационными установлениями: предложены АСР для колонн с промежуточными теплообменниками, поддерживающие в динамике условия термодинамически оптимального массообмена. Найдены аналитические выражения для расчета числа ступеней разделения, что позволяет упростить проектирование ректификационных установок.
Цель: исследование предельных возможностей процесса бинарной ректификации с позиций термодинамики при конечном времени, выяснение способов его оптимальной организации и синтез систем управления, реализующих термодинамически оптимальные режимы. Модифицированы алгоритмы расчета статических режимов работы ректификационных колонн; с использованием уравнений термодинамического баланса найдена связь энергетических затрат с производством энтропии. Определена форма идеальной рабочей линии, обеспечивающая минимальные затраты тепла при заданной производительности и соответствующий ей закон подвода и отвода тепла по высоте колонны; получены оценки предельной производительности колонны и минимальных затрат энергии при заданной производительности. Сформулированы и решены задачи оптимального управления ректификационными установлениями: предложены АСР для колонн с промежуточными теплообменниками, поддерживающие в динамике условия термодинамически оптимального массообмена. Найдены аналитические выражения для расчета числа ступеней разделения, что позволяет упростить проектирование ректификационных установок.
