1、化工过程模拟与优化化工过程模拟与优化Simulation & Optimization of Chemical Engineering Process 李亚军李亚军87112044 , *filename.ppt第四章 化工过程流程模拟基本技术*filename.ppt4.1、化工流程模拟系统的结构与程序设计 4.1.1、流程模拟系统的结构Date34.1.1、流程模拟系统的结构 通用稳态流程模拟系统大致由以下几部分构成：1、主控程序；2、拓扑结构模型与分析子系统；3、基本物性数据库子系统；4、热力学性质推算、传递性质推算子系统；5、单元过程模块的集合；6、收敛、控制、优化等算法子系统；7、输
2、入输出界面。Date44.1.2、化工流程模拟系统的计算步骤 通用稳态流程模拟系统实际是求解非线性代数方程组的程序。程序设计复杂，运行框架大体如下：开始程序初始化，分配基本内存、赋初值 （ 程序执行 ）定义、输入系统拓扑结构（图形组态） （ 用户执行 ）定义组分并通过数据库输入基本物性 （ 用户执行 ）选择热力学方法 （ 用户执行 ）流程自由度分析并分配与流程有关的内容 （ 程序执行 ）Date54.1.2、化工流程模拟系统的计算步骤 定义并输入独立物流参数 （ 用户执行 ）输入设备参数 （ 用户执行 ）输入设计或优化要求 （ 用户执行 ）切割与排序 （ 程序执行，亦可由用户手动执行 ）按排定
3、顺序序贯地或迭代地调用各模块至收敛 （ 程序执行 ）如果有设计要求或优化要求则进行外圈迭代 （ 程序执行 ）全部迭代收敛的判断 （ 程序执行 ）输出计算结果 （ 程序执行 ）打印并退出 （ 用户执行 ）Date6化工过程模拟三个要素：物性数据、数学模型和解算方法。流程模拟系统将三个要素集成在同一个计算机软件系统之中，可利用流程模拟系统反复多次进行化工过程系统模拟工作。第四章 化工过程流程模拟技术 Date74.2 化工系统模型求解方法化工系统的数学模型通常是一个大型非线性方程组，但由于化工系统多变量、严重非线性造成的复杂性和特殊性，通常运用数学上关于大型非线性方程组的通用算法求解并不见效，必须
4、建立适合化工系统特点的算法。化工系统模拟的算法可分为三大类：序贯模块法、联立方程法、联立模块法。Date84.2.1、 序贯模块法1、基本概念序贯模块法 （ Sequential Modular Method)是通过模块依次序贯计算求解系统模型的一种方法。序贯模块法的设计思想是从软件的组织结构上和处理顺序上模拟实际化工加工流程。它的计算顺序完全仿真了实际的加工流程。实际流程确实能够按照物料依次从上游通过各个设备流向下游完成加工过程的事实，就确凿地论证了模拟实际流程的序贯模块计算方式能够完成整个流程的模拟计算，能够由原料计算出最终的产品。Date94.2.1、 序贯模块法序贯模块法的核心概念就是单元过程模块，模块是完全信息化的设备。在采用序贯模块法时，对每一类化工单元设备均编制一计算机子程序，该子程序包含量相应的模型方程和模型求解程序。单 元 模 块Date10
