А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Теорія - рециркуляція

Теорія рециркуляції внесла ясність в фундаментальні питання безперервних процесів незалежно від того, проводяться вони з рециркуляцією або без неї. Зокрема, виявилося, що в консекутівних реакціях, якщо вони ведуться в рециркуляционной системі, немає загальновідомою екстремальної точки (знайденої по статичним дослідам або в безперервній системі без рециркуляції), яка характеризується максимальним виходом проміжного продукту. максимум цей визначається зовсім по-новому, і для ізотермічної системи він знаходиться в області найменшого значення ступеня перетворення.

Теорія рециркуляції може служити основою для розробки кінетичних методів розрахунку процесів перегонки і ректифікації.

Теорія рециркуляції може служити основою для розробки до - нетических методів розрахунку процесів перегонки і ректифікації.

Теорія рециркуляції дозволяє розробляти таку структуру об'єднання в єдиний ансамбль всіх регіонів (підсистем) і агрегатів, яка в кінцевому підсумку забезпечить найкраще використання сировинних і енергетичних ресурсів системи, а також заводський апаратури і обладнання. При цьому відкривається можливість подальшого підвищення економічних показників процесу. Це відноситься, по-перше, до ресурсів сировини, яке повинно бути перетворено в цільові продукти при зведенні відходів виробництва до мінімуму; по-друге, до енергетичним витратам (тепла відхідних потоків) - потрібно звести до мінімуму різницю між кількістю тепла, що підводиться до системи і відводиться з неї з продуктами; по-третє, до апаратури і обладнання - завдання полягає в тому, щоб, використовуючи кінетичні і термодинамічні можливості реакції, максимально використовувати заводську апаратуру.

Теорією рециркуляції, зокрема принципом суперопті-мальності, доведено, що всі без винятку хімічні реакції, з точки зору досягнення високої селективності процесу і продуктивності одиниці реакторного обсягу, підвищення гнучкості і поліпшення керованості процесу, доцільно здійснювати із суворо певним ступенем рециркуляції, яка визначається відповідно до принципу супероптімальності. Завдяки принципу супероптімальності можна домогтися значного підвищення продуктивності будь-якого заданого реактора і вільного регулювання селективності протікає в ньому процесу, розглядаючи їх як функцію ступеня перетворення і складу реціркуліруемих потоків непрореагировавшего сировини і побічних продуктів реакцій, що можуть служити джерелом синтезу цільового продукту в тій же системі.

Застосування теорії рециркуляції до кожного з п'яти аспектів оптимізації характеризується своєю специфікою. Це пояснюється тим, що за своєю суттю рециркуляция означає повернення в процес виділених з продуктів реакції компонентів.

Застосування теорії рециркуляції дозволяє вирішити всі ці завдання з великою точністю, використовувати сучасну обчислювальну техніку (що є основою для автоматизації виробничих процесів), а також широко застосувати методи лінійного програмування.

Принципи теорії рециркуляції можуть бути використані в біології.

Ця особливість теорії рециркуляції проявляється в спеціальних методах експериментального дослідження складних процесів і в теоретичних засадах.

Застосування принципів теорії рециркуляції на практиці необхідно, по-перше, для перебудови роботи багатьох діючих заводів з метою більш повного використання можливостей заводської апаратури; по-друге, для розробки в проектних організаціях технічно найбільш досконалих технологічних процесів; по-третє, для оцінки значущості досліджуваних реакцій за такими важливими показниками, як селективність процесу і продуктивність реактора; по-четверте, для перегляду з позиції теорії рециркуляції багатьох раніше проведених досліджень, так як, цілком можливо, серед них виявляться такі роботи, які раніше вважалися недоцільними, але в плані нового підходу до оцінки їх практичної важливості можуть виявитися найкращими.

Практичне застосування теорії рециркуляції в хімічній технології дозволяє вирішувати дуже важливі завдання для поліпшення роботи не тільки діючих, а й знову споруджуваних хімічних заводів на основі нових технологічних принципів.

Таким чином, теорія рециркуляції дозволяє визначати потужність всіх потоків, не вдаючись до вельми трудомісткого методу поступового наближення і дає більш точне рішення задачі.

Таким чином, теорія рециркуляції дозволяє визначати потужність всіх потоків, не вдаючись до вельми трудомісткого методу поступового прібліщеяія, і дає більш точне рішення задачі.

Що стосується використання теорії рециркуляції для такої динамічної оптимізації, як періодизація роботи окремих елементів системи (третій аспект), коли беруться до уваги зупинки в роботі, викликані технологічною необхідністю, то в цих випадках за допомогою теорії рециркуляції встановлюється багато нових закономірностей, які можуть сприяти цьому виду оптимізації.

Вельми перспективним застосуванням теорії рециркуляції є побудова на її основі систем автоматичного управління хімічним заводом.

Викладене нижче рішення теорії рециркуляції є найбільш загальну теорію, яка охоплює всіляке різноманіття видів комплексних і багатостадійний систем, починаючи з найпростішого випадку і закінчуючи самим складним, що складається з сопряженно працюють незалежних, залежних і змішаних систем.

Викладене нижче рішення теорії рециркуляції є найбільш загальну теорію, яка охоплює всіляке різноманіття видів, комплексних і багатостадійний систем, починаючи з найпростішого випадку і закінчуючи самим складним, що складається з сопряженно працюють незалежних, залежних і змішаних систем.

вельми перспективно застосувати теорію рециркуляції для розроб-лення на її основі системи автоматичного управління хімічним заводом.

Відповідно до теорії рециркуляції зміна потужності реактора буде відбуватися за рахунок дії трьох факторів: кількості Рециркулято, концентрації компонентів в загальному харчуванні реактора і масообміну. Рециркуляція, володіючи великими можливостями вільно регулювати ці фактори, набуває великої сили для придушення одних реакцій і посилення інших. Для реакцій, що протікають в дифузійної області, за допомогою рециркуляції можна значно знизити ефект дифузійного гальмування і практично виключити вплив внешнедіф-фузіонних фактора.

Виходячи з основних положень теорії рециркуляції в комплексних системах, недостатньо оптимізувати локально окремі агрегати або навіть цілі регіони, що складаються або з однієї, або з ряду однотипних установок і мають загальні елементи. Оптимальна робота окремо взятих складових хімічного комплексу буде докорінно відрізнятися від оптимальної роботи їх в умовах, коли вони відчувають вплив поєднаної роботи інших установок. Тому визначення умов проведення окремих процесів має проводитися відповідно до лаілучшімі результатами роботи всього комплексу. Оптимізацію складних комплексів теорія рециркуляції здійснює на базі математичного опису всієї сукупності і взаємозв'язку хімічних, фізичних, фізико-хімічних процесів і їх економіки. 
Дуже цінним практичним застосуванням теорії рециркуляції є оптимізація на її основі роботи не тільки окремих реакторів з багаторазовою циркуляцією непрореагировавшего сировини, але і складних хімічних комплексів.

Викладене нижче рішення задачі теорії рециркуляції є найбільш загальну теорію, яка охоплює всіляке різноманіття видів комплексних і багатостадійний систем, починаючи з найпростішого випадку і закінчуючи самим складним, що складається з сопряженно працюючих систем з незалежним, залежним і змішаним складами харчування.

Зі сказаного випливає, що теорія рециркуляції в даний час виділилася як самостійний розділ хімічної технології, що володіє власною теоретичною базою і експериментальних-тальниміметодамі. Теорія рециркуляції настільки різнобічно розвинена, що тільки кілька її розділів складають таку складну теорію, як системний аналіз хімічних процесів. Ця частина теорії розроблена в найбільш загальній формі і цілком може служити основою, для системного аналізу в інших областях науки і техніки. До цієї проблеми ставляться розділи, присвячені теорії максимального використання теплоти відхідних потоків, вибору найкращих елементів всієї комплексної системи, оптимальної дислокації всіх елементів комплексу та визначенням найкращих розмірів і розташування зв'язують їх комунікацій. Як віднр, вирішується проблема оптимального використання всіх видів ресурсів багатьох одночасно і сполученої діючих заводських установок.

Цю теорему і інші подібні висновки теорії рециркуляції можна прикласти до процесу, що здійснюється в системі з сумарною рециркуляцією при сталому стані, коли кількість відводяться з системи продуктів дорівнює кількості введеного в неї свіжого сировини.

В даному розділі розглянуті приклади застосування теорії рециркуляції до деяких областях неорганічної хімії.

Цю теорему і інші подібні висновки теорії рециркуляції можна прикласти до процесу, що здійснюється в системі з сумарною рециркуляцією при сталому стані, коли кількість відводяться з системи продуктів дорівнює кількості введеного в неї свіжого сировини. Неважко помітити, що в цьому випадку Д /0 буде відповідати пекло 1 і в систему буде надходити строго певну кількість свіжого сировини (о) д /н а загальне завантаження системи буде необмежено велика.

Зупинимося на деяких найбільш важливих досягненнях теорії рециркуляції, які всебічно розроблені і підготовлені для широкого використання.

Узагальнюючи сказане, можна зробити висновок, що теорія рециркуляції відкриває нові можливості для підвищення ефективності не тільки окремих хімічних процесів, а й, головним чином, сполученої діючих комплексів. Ця теорія (подібно до того, як це було показано вище для окремих реакторів) призведе до надзвичайно цікавих результатів, якщо здійснювати оптимізацію зі зміною коефіцієнта рециркуляції кожного реактора відповідно до вимог оптимальної роботи всього комплексу в цілому. Зрозуміло, в цьому випадку виходять зовсім інші оптимальні виходи та інші профілі зміни регульованих параметрів уздовж реактора в порівнянні з тим, коли кожна установка оптимізується самостійно, без урахування впливу її роботи на роботу інших установок комплексу. Звідси випливає, що оптимальна робота комплексу і його окремих складових буде докорінно відрізнятися від оптимальної роботи останніх в умовах, коли вони не зазнають впливу поєднаної роботи інших установок.

Таким чином, одним з основних досягнень теорії рециркуляції є принцип супероптімальності хімічних процесів, призначений для максимального використання великих потенційних можливостей, створюваних зворотного Свиязь матеріальних потоків, що циркулюють всередині окремих установок і між установками складної системи.

Безсумнівно, саме широке використання оригінальних положень теорії рециркуляції для дослідження процесів і для вдосконалення діючих і будівництва нових установок і хімічних комплексів принесе вельми відчутні результати, а тому їх практичне застосування абсолютно необхідно.

У попередньому розділі наведені приклади, що пояснюють застосування теорії рециркуляції для визначення основних елементів матеріального балансу і складання загального матеріального балансу процесу. Крім того, розглянуті приклади належали радше до комбінований процесам, а не до багатостадійним.

У попередньому розділі наведені приклади, що пояснюють застосування теорії рециркуляції для визначення основних елементів матеріального балансу і складання загального матеріального балансу процесу.

На прикладі контактного методу виробництва сірчаної кислоти показано застосування теорії рециркуляції до складання повного матеріального балансу процесу.

Все сказане дозволяє певною мірою уявити собі додаток принципів теорії рециркуляції до перших двох аспектів, коли мова йде про установках, що працюють в будь-який момент часу з максимальною ефективністю.

Для комбінованих систем, що містять реактори з обумовленим складом харчування, теорія рециркуляції призводить до математичних залежностей, в яких число невідомих набагато перевищує число рівнянь. Рішення цих рівнянь проводиться відповідно до запропонованого автором закону приведення складних сумішей. Система таких рівнянь, складених відповідно до теорії рециркуляції, може бути вирішена також методами теорії операції, зокрема-симплексним методом лінійного програмування, тільки в тому випадку, якщо заздалегідь відомо, що всі невідомі величини не мають негативного значення. Однак, за допомогою теорії рециркуляції вирішуються практичні завдання, в яких не тільки число невідомих більше, ніж число рівнянь, а й невідомі можуть бути величинами позитивними, негативними і рівними нулю. Характерно, що при цьому, неможливо заздалегідь знати, які з невідомих є негативними. Рішення всіх цих завдань на основі закону приведення складних сумішей не накладає ніяких обмежень і робить можливим безпосереднє визначення реально здійсненних варіантів.

Слід зазначити, що методи визначення витрати води без застосування принципів теорії рециркуляції вельми копіткі і трудомісткі.

Тому особливого значення набувають експериментальні методи дослідження комплексних процесів, розроблені в теорії рециркуляції і вільні від вказаних недоліків. Немає сумніву, що різні методи, що застосовуються в біології, кожен, в міру своїх можливостей, дає певні і навіть значні результати, однак жоден з них окремо не вирішує проблему в цілому. Велика складність полягає в характері і формі взаємозв'язку цілого з кожним приватним, що знаходяться на різних рівнях. В даний час найбільш підготовленою для дослідження біологічних процесів є теорія хімічної рециркуляції.

Наведений приклад простий, але з нього ясно випливає, що знання теорії рециркуляції набагато спрощує здійснення лабораторних робіт. Тут слід мати на увазі, що більшість хімічних реакцій взагалі не доходить до кінця через кінетичних або термодинамічних обмежень, і для повного перетворення вихідної сировини потрібно застосовувати рециркуляцію.

Питання економіки з урахуванням енергетичних або ексергетичної факторів вирішуються з усією повнотою теорією рециркуляції.

Всі ці можливості є безпосереднім наслідком зворотного зв'язку, створюваної матеріальними потоками, але теорія рециркуляції розглядає їх спільно з іншими параметрами, що впливають на хід реакції - температурою, каталізатором і ін. Проблема підвищення оптимальності процесів має такі три основні аспекти.

Якби процес дегідрування проводився з рециркуляцією, але не у відповідності до вимог теорії рециркуляції, то треба було б працювати при більшій глибині перетворення, що зазвичай і робиться. Це, природно, призводить до зменшення виходу цільового продукту і швидкому коксування апарату. Проведення процесу з рециркуляцією дозволяє домогтися стовідсоткового перетворення сировини, що неможливо без здійснення рециркуляції через термодинамічних обмежень, що накладаються на процес.

Завдання по оптимального проектування хімічних комбінатів полегшується тим, що тут ми можемо визначити, відповідно до теорії рециркуляції, найвигіднішому значення величин а (що відповідає певній мірі перетворення для кожного компонента в усіх елементах), відповідне оптимальній роботі всієї пов'язаною системи в цілому, а потім по кінетичним рівнянням для кожного процесу визначити режим і необхідну апаратуру, що забезпечує отримання цієї величини в оптимальних умовах. Це означає, що необхідно спочатку вирішити задачу оптимального проектування хімічного комбінату і лише після цього приступити до оптимального проектування окремих елементів-реакторів і інших апаратів.

Монографія присвячена моделюванню і оптимізації окремих хімічних реакторів, установок і комплексних процесів з використанням принципів теорії рециркуляції.

В даний час одним з етапів теоретичних досліджень хімічних процесів повинен бути аналіз процесу з позиції теорії рециркуляції з метою визначення теоретичного оптимуму ефективності і такої розробки процесу, яка дозволила б здійснити його практично в умовах, що дозволяють максимально наблизитися до цього оптимуму.

У даній книзі, крім великого числа прикладів з області органічної хімії, наводяться ще приклади застосування теорії рециркуляції до вирішення завдань у виробництві ядерного палива та сірчаної кислоти.

Дійсно, висловлюючи відповідні коефіцієнти (виходу продук - ТОР) в системі, рівнянь матеріальних потоків теорії рециркуляції через кінетичні або інші адексатпие залежності окремих процесів, отримаємо математичний опис заводу як об'єкта управління.

Все сказане вище, звичайно, далеко не вичерпує великого обсягу теоретичного та експериментального матеріалу, охопленого теорією рециркуляції.

При складанні матеріального балансу комплексних систем навіть в межах однієї виробничої одиниці виникають великі труднощі, і до появи теорії рециркуляції, викладеної в цьому працю, це питання вирішувалося грубо наближено.

Перше питання, яке може виникнути у читача, буде пов'язаний з незвичайною назвою цієї праці - як на основі теорії рециркуляції досягається підвищення оптимальності будь-хто, без винятку, хімічної реакції і забезпечується при цьому максимальна продуктивність одиниці робочого об'єму реакторного апарату. Коротко зупинимося на цьому питанні.