Оптимальный означает “наилучший”. И когда говорят “оптимальный режим”, “оптимальный реактор”, следует выяснить: в каком смысле наилучший? какой показатель имеет наилучшее значение? Поскольку такими показателями могут быть: объем реактора, степень превращения, выход продукта, селективность процесса и т. д.; задач определения оптимального режима также может быть несколько, в зависимости от того, какой показатель оптимизируют. Задача оптимизации возникает почти на каждом этапе разработки процесса и реактора. Например, при разработке или выборе катализатора определяют оптимальную пористую структуру, обеспечивающую максимальную скорость превращения на зерне катализатора. Выбрав реактор, определяют оптимальные концентрации и температуру, обеспечивающие максимальное превращение или выход продукта в нем. Определяют оптимальные конструктивные размеры, обеспечивающие минимальные общие затраты на реактор, и так далее. Оптимизация химических процессов и реакторов - многовариантная задача.[ ...]
Оптимизация - нахождение экстремального (минимального или максимального) значения некой функции (критерия оптимизации) в допустимой области изменения переменных этой функции, определяемой уравнениями и неравенствами.[ ...]
Задача оптимизации - сугубо математическая процедура. И когда, проведя эксперименты или расчеты процесса, указывают, что такой-то вариант - оптимальный, это, строго говоря, не так. Выбранный вариант лучше других удовлетворяет (нередко интуитивно) каким-то требованиям или желаниям разработчика. Но это еще не оптимизация.[ ...]
Оптимизация как математическая процедура включает в себя постановку (формулировку) задачи и ее решение.[ ...]
Постановка задачи оптимизации предусматривает следующее.[ ...]
Уравнения (2.169) - (2.1696) есть общая постановка задачи оптимизации.[ ...]
Не всегда этим уравнением удается получить явное решение и даже аналитическое решение для производной. Как правило, прибегают к численным методам оптимизации, используя ЭВМ. Суть их сводится к подбору по каким-то правилам (алгоритму) таких значений ы, при которых с некоторой точностью достигается условие (2.169). Но это - предмет другой дисциплины. Здесь рассмотрим несколько задач оптимизации с целью дальнейшего анализа процесса в химическом реакторе.[ ...]
Простые необратимая и обратимая реакции. В процессе с простой реакцией концентрации всех компонентов меняются в соответствии со стехиометрией реакции, и состав реакционной смеси определяется единственной независимой переменной - степенью превращения х ключевого компонента, он не зависит от других переменных, не связан с ними. Такой процесс называют несвязанным процессом. Максимальная интенсивность процесса (минимальное т) достигается, если скорость превращения г будет максимальна при каждом значении х.[ ...]
Для сложной схемы превращения при определении максимальной интенсивности следует добавить ограничение на селективность процесса по компоненту, который далее обозначен И. : 5 > т-]П. В рассматриваемых здесь последовательной и параллельной схемах превращения частные реакции необратимые, и максимальная интенсивность процесса будет при Ттах. Но ограничение на селективность при этом может не выполниться. Процесс связанный - два его показателя (х и 5) взаимосвязаны в течение процесса. Корректное решение этой задачи оптимизации возможно с применением специального математического аппарата. Здесь приведем только конечный результат и объясним характер изменения оптимальной температуры с глубиной превращения.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Каскад реакторов идеального смешения |
 |