Моделирование процесса начиная с нуля "

Тренажеры Сегодня процесс производства графических данных, заполненных и подробные результаты, которые могут повысить эффективность инженеров, кто ими пользуется.

Сегодня, как никогда раньше, современные химические инженеры должны иметь мастер-уровня навыков в процессе моделирования программного обеспечения. В первые дни симулятор программ, эти компьютерные приложения были обречены на звания старших сотрудников. Распространением персональных компьютеров превратил тренажеров в общую инструментов торговли.

В школе, возможности для участия в практических занятиях с процессом тренажеров может быть обильным - или вовсе отсутствуют. Даже со значительным опытом классе, некоторые инженеры могут чувствовать себя неподготовленными, как только они покидают университетской среде и попытка моделирования реальных проблем.

Независимо от того, где вы находитесь в вашей карьере химической инженерии, вы можете воспользоваться удобным и мощным процесс сегодня для моделирования приложений, которые позволяют пользователям использовать графический схем и заполнять их подробных данных процесса для производства внушительно реалистичных результатов. Достижение успеха требует вдумчивого подхода к проблемам и пристальное внимание к деталям. Изучение основ процесса симулятор как правило, требуется всего лишь несколько часов практики. Приобретение мастер-уровня навыков использования тренажера для решения всех типов задач занимает гораздо больше времени, но и значительно повышает эффективность инженер.

Как ваши подшипники

По сути, любой тренажер химического процесса в основном фантазии тепло-и калькулятор материального баланса. Тренажеры, таких как ChemCAD, Pro / II, и позволяют HYSYS инженеры-химики, чтобы быстрых расчетов, некоторые из которых было бы невозможно выполнить вручную. Использование массы и уравнения баланса энергии, термодинамические модели, а также технологических схем, тренажеры позволяют инженерам модели явлений и / или проектирование процессов в объекты реального мира.

Процесс тренажер может быть использован как ярлык для простых операций, таких, как расчет тепла, необходимое для повышения температуры смеси на определенную величину. Это предполагает использование простой схемы, что детали теплообменника и материального потока, с указанием расхода для смеси, и нажав кнопку для запуска симуляции. Со временем и практикой, вы можете продлить этот простой расчет успешно модели больших схем с несколькими колоннами дистилляции и переработку потоков.

Различные подходы к различным задачам. Тренажеры могут помочь почти все аспекты техники. При использовании процесса симулятор, важно, чтобы соответствовать подхода к решению задачи. Изменение существующего процесса требует создания эталона моделирования, а затем вносить изменения в эту модель. День за днем расчеты могут быть обработаны при помощи простого моделирования, состоящий из одной вспышки. Чтобы создать новый процесс, начните с урезанная версия этого процесса с использованием упрощенных реакторов и сепараторов, люди развиваются модели на более детальные подразделения, такие, как кинетическая реакторов и ректификационные колонны.

Знать ограничения. Хотя процесс тренажеров являются мощными инструментами, которые могут упростить многие процедуры, важно помнить, что они включают предположения, имеют определенные ограничения, и в конечном счете не может адекватно заменить инженерные решения.

Планирование для успеха

Компьютер не обязательно участвовал в первых шагов по созданию компьютерного моделирования. Как и в случае каких-либо проблем, сбор необходимой информации и планирования подхода являются первые шаги.

Иметь цель в виду. Это может показаться заманчивым начать с того, что рисунок на трубопроводы и приборы диаграмме (P

Примеры четких и конкретных целей: "Определение эффективного коэффициента теплоотдачи этого устройства" или "Разработка схемы, что может разделять X кг / ч этанола из воды на 90% чистоты". После того, результат известен, проектирование оборудования и технологических процессов для такого исхода может начаться.

Sketch его следующий шаг состоит в разработке процесса на бумаге, чтобы видеть очевидные недостатки и убедитесь, что цель достижима. Подумайте о том, как эта проблема будет решена вручную; мужчин наметить некоторые основные области процесса.

Создать некоторой алгебры баланса массы на чертеже, чтобы помочь вам визуализировать то, что входные данные (например, расход, температура, давление), должны быть получены и какие данные симулятора можно вычислить из массы и энергетический баланс.

Стремиться к входной целостности. Еще одна область, внимательно рассмотреть, является качество процесса ввода. Посмотрите внимательно на такие факторы, как составляющая свойства, термодинамические модели и качества завода данных и убедитесь, что это наилучшей имеющейся информации.

Выявление основных химических веществ, вызывающих интерес в зависимости от цели модели, следов химических веществ можно пренебречь или через посредство одного химического вещества.

Наиболее часто забывают "химических" является атмосфера. Если поток жидкости корма поступает из бака, может быть насыщается азотом. Игнорирование азота может привести к серьезным последствиям, поэтому оно должно быть включено для достижения наилучших результатов.

Выберите термодинамики. Выбор термодинамических модель является наиболее важным шагом в создании процесса моделирования. К сожалению, этот шаг часто упускается из виду. По умолчанию Выбор тренажера не всегда правильный выбор для задачи. Правильный подбор приходит с опытом, а также с тщательной проверки и подтверждения результатов.

Проверить данные завода. Модели же хорошее, как данные, которые они построены на. Для процессов, которые уже существуют получения текущих данных операций. Для проектирования, получить лаборатории данные о соответствующих смесей. При моделировании ректификационной колонны, обратите особое внимание на пар и жидкость состава материалов, которые разделены.

Как правило, данные компонента имущества должны быть собраны и проверены. Если база данных тренажера не хватает важных компонентов физические свойства, не допустить, чтобы эти свойства, чтобы оценить - введите любые имеющиеся данные, а не собственной. При работе с собственностью данных, хранить надежные источники ссылки, такие как базы данных DIPPR в Айше, удобно для проверки фактов.

Сделать предварительных расчетов. Прежде чем приступить к модели процесса, делать некоторые простые расчеты с тренажера. Проверить термодинамики и другие настройки, чтобы получить представление о том, ожидаемых результатов.

Например, если смесь, как ожидается, разделить на две жидкие фазы, использование жидкостей вспышки сепаратор чтобы убедиться, что модель будет производить две жидкие фазы. Если данные о составе доступны для жидких продуктов столбца ввести его в поток проверить ожидаемое точки пузырь.

Эти расчеты могут выявить установки ошибка, недоразумение процесса, или в области, где больше собственности физических данных не требуется. Если простые расчеты не соответствуют действительности, или ожидания процесс, остановить и выяснить, почему перед переходом.

Строительство моделирования

В процесс планируется и цель в поле зрения запускать тренажер и приступить к созданию модели. Ознакомиться с программным интерфейсом, понять основные инструменты рисования, и знаю, где искать важные параметры, такие как термодинамика и инженерные подразделения.

Начните с малого и оставаться сфокусированной. Не начать моделирование, проведя полную копию P

Для любой новой моделирования, избегать подключения переработку потоков, когда первый рисунок схемы. Для обеих последовательных модульных и одновременное решателей, удалит ненужные добавить сложности при использовании на начальном этапе построения модели. Вместо этого, вместо потока переработки, использования отдельных продуктов питания и потоков, они могут быть подключены позже, после моделирования была уточнена (рис. 1).

численные функции контроллера симулятора позволяет определить цели и переменной. Например, работы регулятора единицы могут позволить изменения расхода кормов потока до выхода смесителя на желаемую температуру. Хотя многие контроллеры удобно использовать, применяя их эффективно может оказаться непростой задачей. По этой причине, а вы все еще учатся симулятор, использовать контроллеры тщательно.

Набор единиц техники. Разные страны, компании и проекты требуют различных единиц техники. Установить соответствующие органы по умолчанию для моделирования, а также проявлять бдительность для различных подразделений в полученных данных.

Документ вашей деятельности. При создании модели, обратите внимание на то, что вы делаете и почему. Эти записки будут необходимы, когда вы вновь моделирования в будущем, а также для совместного использования модели с другими пользователями в организации. Записывая (или набрав выход) о своих планах, также является эффективным способом обнаружить недостатки в ваших предположений.

Вы можете оставить свои заметки на бумаге, но лучше всего поместить их в электронный формат и сохранять их вместе с моделирования. При необходимости, делать пометки непосредственно на моделирование, в виде схемы текста.

Укажите результаты первого При создании первой модели, приступает к формированию спецификации с высочайшим качеством данных. Например, для теплообменника, известный температуры на выходе более надежными, чем расчетные долг тепла, поэтому температурах на выходе должна быть указана первой. Для насосов с указанием давление на выходе лучше начать не вступит в исполнении кривой.

После того как первый проект моделирования была завершена, вернуться назад и пересмотреть эти характеристики для улучшения модели верности.

Колонны настоящему уникальные задачи, даже для опытного специалиста. При моделировании колонн, начните с idealstage моделей до переезда в массообмена. Расчет идеального этапе колонке быстрее, а в столбце будет легче, если устранения проблемы конвергенции появится.

Число идеальным этапах не совпадает с числом лотков в столбце. При определении количества этапов, опустить затопления (склад) этапа. Большинство моделей требуют пара и жидкости на каждом этапе в столбце.

Используйте простые характеристики, если сближение становится проблемой. Для конденсатора, определить соотношение рефлюкс, имея в виду, что различные тренажеры и инженеры используют разные определения этого отношения. Для reboiler, определить расход. После того, столбец сходились на эти ценности, работы в направлении заданной температуры и чистоты. Конвергенция этих простых параметров легче понять, почему в этом случае не будет сходиться - виновник часто ошибка ввода или неправильный термодинамики.

Убедитесь, что колонки спецификации являются достижимыми. Например, если указанная верхней температура выше нижней температуры, колонки, вероятно, не будут сходиться. Менее очевидный пример спецификации верхней и нижней чистоты температуры, которые не могут быть достигнуты в то же время в модели.

Ран, пересматривать, перерабатывать. После того как весь процесс моделирования, моделирование может быть запущен. Обзор первоначальных результатов, а также вносить изменения по мере необходимости. Во-первых, проверить на очевидные ошибки ввода, что, возможно, вызвало невозможным результатов, и исправить такие ошибки. Затем запустите моделирование снова и увидеть, насколько близко результаты соответствуют ожиданиям. Если моделирования была построена по кусочкам, и каждый блок работает как оно будет завершено, некоторые проблемы будут возникать.

После запуска программы моделирования и получения ощутимых результатов, подключить утилизации петель. Приступить с осторожностью, соединяющий один переработку в то время и reconverging схемы после каждого цикла связано. Сохранить моделирования после каждого успешного расчета. При подключении новых переработки представляет очевидные ошибки в расчетах, вернуться к устойчивой ситуации в сохраненной версии.

Заставить самых результатов моделирования

Данных следует, что процесс возвращения тренажер первым расчеты времени запуска следует рассматривать в качестве отправной точки для совершенствования моделирования.

Вопрос все. Начните с принятия критически взглянуть на результаты, сравнивая результаты к реальности. Некоторые из таких важных областях, чтобы проверить тепловые пошлины, перерабатывать Расходы, приведенные, и конвергенции. Даже если эти результаты, как представляется, действительно, не думайте, что промежуточные вычисления являются точными. Смотрите больше следить за тем, если модель имеет смысл. Проверить результаты расчетов технологического оборудования и рассмотреть, каким образом они соотносятся Ваши ожидания от этого процесса. Если температурах на выходе и выходе чистоты было указано, проверить расчетные долг тепло-и Расходы, приведенные.

После выявлена проблема, выйти за рамки очевидного для потенциальных причин. Например, Есть много возможных причин тепловой нагрузки на данный обменник не то, что и следовало ожидать, в том числе: термодинамические модели могут быть неадекватными, теплоемкость одного или нескольких химических веществ может быть неправильным; расход на обменник может быть неправильно; термопары чтение может быть не точным, и в ближайшее время.

Основные любых инженерных расчетов тепло-и материального баланса. Если моделирование не сходится, то это проблема. Проблемы, чем бы он ни был, необходимо решить, прежде чем результаты могут рассматриваться в любом случае в силе.

Когда речь идет о сближении, имейте в виду, что сближение регулируется допусков, которые могут быть сделаны жесткие или слабее, используя настройки тренажера. Ослабление допуски силы конвергенции может привести к серьезным фальсификация результатов, и чрезмерно жесткие допуски могут задержать сближение и повлечь за собой ненужные разочарования. Если вы сомневаетесь попробуйте открыть новый файл и вернуться к настройкам по умолчанию терпимости.

Реальные соображений. Технологическое оборудование находится в реальном мире, с ее меняющимся условиям окружающей среды и различные недостатки, и эти реалии могут быть учтены при моделировании.

Попробуйте изменить ввода немного, чтобы увидеть, насколько чувствительным система изменится. Например, как работает система отреагировать, если скорость подачи зависит от 5%? Если результаты являются весьма чувствительными к входной контроль процесс будет очень трудно

Это модель создана для летнего и зимнего условиях? Если охлаждающей воды или окружающей среды передачи тепла используется в модели, считают, что эффект для различных сезонов (например, в ночь против дня) будет иметь на этот процесс.

Продукт объемы еще одно важное соображение. Что происходит, если объект работает на 1 10% мощности? Что произойдет, если он работает на 50%?

Поделитесь с классом. Важным является наилучшей практике для хранения файлов в моделировании логических место, наряду с представлением подтверждающих или пояснительные документы. Если возможно, хранить эти файлы в централизованном месте, например на сетевом сервере, так что другие организации могут воспользоваться этими моделями. Он мудр, чтобы задокументировать все трюки вы узнаете в процессе строительства моделирования. Ведение блокнота адекватно обслуживать собственные нужды, но ничего не делают для Ваших коллег или инженерное сообщество. Преобразование отмечает моделирования в академической, например, или даже написать белый документ, основанный на опыте процесса моделирования; в таких случаях, надо знать правила, касающиеся интеллектуальной вашей компании имущества.

Сохранение импульса

Заточка навыков симулятор это отличный способ, чтобы получить более глубокое понимание основных основы процесса. После выяснить основы процесса тренажера, вы можете узнать больше, ветвящихся в более сложных моделей и более сложные задачи.

Практика делает совершенным только первая модель была завершена, скопируйте его и разветвляются на столько же "что-если" случаи, как вы можете себе представить. Затем создайте другой модели, опираясь на то, что вы уже знаете, для решения других проблем.

Коллеги с большим опытом моделирования процесса могут быть ценным ресурсом для симулятора советы. Если в компании работает несколько человек, которые используют моделирование, создавать группы пользователей для обмена информацией. Для сложных проблем, нанять консультанта - это отличный способ решить проблемы во время обучения из экспертов.

Вдохновение везде. Возможности для моделирования процесса все вокруг. Попробуйте моделирования утилита системами растений или кондиционирования здания системы. Вы просто можете придумать способ сэкономить деньги компании на основе существующего процесса.

Если у вас возникли проблемы думать о проблемах модель, отойти от стола и черпать вдохновение в повседневной жизни. Получить опыт в применении этих инструментов в реальном мире; уроки моделирования "нашли" проблемы поможет вам получить полезные знания и стать лучшим инженером.

Сборки на основы. После основывается на основах, узнать дополнительные возможности симулятора, таких, как динамическое моделирование, исследований чувствительности, оптимизация процесса, согласования данных, средств массовой передачи колонке моделирование и т.д.

Со временем вы обнаружите, что процесс симулятор придает новый и очень полезный аспект с существующими инженерными навыками, расширить круг задач, которые можно решать эффективно. Хотя сомнительно, вы когда-либо пенсию карандаш и бумагу, переходя от записная книжка на экран будет повысить производительность работы и карьеры.

David Hill

CHEMSTATIONS, INC

David Hill является менеджером группы технической поддержки в Chemstations, Inc (Тел.: 800-CHEMCAD; Электронная почта: <a <href="mailto:davidh@chemstations.com"> davidh@chemstations.com />; сайт : <a target="_blank" href="http://www.chemstations.com" rel="nofollow"> www.chemstations.com </ A>). Он возглавляет группу поддержки, чтобы помочь клиентам лучше применять ChemCAD стационарным, динамичный, строгий тепловой теплообменник, и давление потока сбалансированной модели процесса. Он имеет 11 лет опыта работы в процессе моделирования, а также большим опытом в настольных и сетевых технологий. Он является членом руководящего комитета по DIPPR (<a target="_blank" href="http://www.aiche.org/DIPPR" rel="nofollow"> www.aiche.org / DIPPR </ A> ), и служил два года в качестве офицера на Южном Техасе секции Айше (<a target="_blank" href="http://www.sts-aiche.org" rel="nofollow"> www.sts- aiche.org </ A>). Личная победа была нахождение и исправление ошибки в Справочнике инженера химического Перри. Он получил степень бакалавра наук в области химического машиностроения Univ. из Хьюстона, на котором он присутствовал на Национальном заслуги Scholar стипендий ..