МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ

УНІВЕРСИТЕТ»

РОБОЧА ПРОГРАМА,

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ, ЗАВДАННЯ

ДО КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ

З КУРСУ "МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ЗАСТОСУВАННЯ ЕОМ У ХІМІЧНІЙ ТЕХНОЛОГІЇ" ДЛЯ СТУДЕНТІВ СПЕЦІАЛЬНОСТІ "ХІМІЧНА ТЕХНОЛОГІЯ НЕОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН" ДЕННОЇ ТА ЗАОЧНОЇ ФОРМ НАВЧАННЯ

Затверджено на засіданні

кафедри хімічної технології

неорганічних речовин та екології.

Протокол № 18 від 05.05.09.

Дніпропетровськ ДВНЗ УДХТУ 2010

Робоча програма, методичні вказівки, завдання до контрольної роботи з курсу "Математичне моделювання та застосування ЕОМ у хімічній технології" для студентів спеціальності „Хімічна технологія неорганічних речовин” денної та заочної форм навчання / Укл.: В.К. Стеба, Н.Г. Борисова. – Дніпропетровськ: ДВНЗ УДХТУ, 2010. – 39 с.

Укладачі: В.К. Стеба, канд. техн. наук

Н.Г. Борисова

Відповідальний за випуск Б.І. Мельников, канд. техн. наук

Навчальне видання

Робоча програма, методичні вказівки, завдання до контрольної роботи з

курсу "Математичне моделювання та застосування ЕОМ у хімічній технології" для студентів спеціальності „Хімічна технологія неорганічних речовин”

денної та заочної форм навчання

Укладачі: СТЕБА Володимир Костянтинович

БОРИСОВА Ніна Григорівна

Редактор Л.М. Тонкошкур

Коректор Л.Я. Гоцуцова

Підписано до друку 08.07.10. Формат 69×84¹/₁₆. Папір ксерокс. Друк різограф. Ум.-друк. арк. 1,88. Обл.-вид. арк. 1,92. Тираж 100 прим. Зам. № 184. Свідоцтво ДК № 303 від 27.12. 2000 р.

ДВНЗ УДХТУ, 49005, Дніпропетровськ – 5, пр. Гагаріна, 8

Видавничо-поліграфічний комплекс ІмКомЦентру

Загальні відомості

У програмі підготовки інженерів-технологів курс "Математичне моделювання ХТП та Застосування ЕОМ у хімічній технології" є однією зі спеціальних дисциплін, у якій розглядається широкий спектр питань: від використання обчислювальних машин у наукових дослідженнях та вивчення механізму протікання хімічних реакцій до їхнього застосування для управління процесами й діючими виробництвами.

Мета курсу:

• ознайомити студентів з можливостями використання засобів обчислювальної техніки для вирішення завдань хімічної технології:

• моделювання та управління виробничими процесами;

• прищепити студентам навички коректної постановки завдань хімічної технології для вирішення їх на ЕОМ, реалізації на них обчислювальних алгоритмів і одержання фізично обґрунтованих результатів розрахунку;

• навчити студентів методології проведення розрахункових досліджень хіміко-технологічних процесів на ЕОМ і використанню останніх для вирішення завдань проектування та оптимізації хімічних виробництв.

У результаті вивчення дисципліни студенти повинні знати:

• будову, основні принципи та області застосування ЕОМ для вирішення завдань хімічної технології;

• уміти коректно формулювати й складати математичні моделі простійших хіміко-технологічних процесів, складати алгоритми їх рішення на ЕОМ;

• знати загальні принципи будови САПР (систем автоматизованного проектування) у хімічній технології;

• уміти спілкуватися з ЕОМ у діалоговому режимі.

Зміст дисципліни "Математичне моделювання ХТП та застосування ЕОМ у хімічній технології" містить наступні розділи:

• Структура й принцип роботи ЕОМ.

• Математичне моделювання ХТП (хіміко-технологічних процесів).

• Математичний опис і алгоритми рішення типових процесів хімічної технології.

• Методи оптимізації ХТП.

• Основи САПР – хіміко-технологічних процесів і систем.

Розділи 2-4 виносяться на лекційні заняття і лабораторний практикум.

Робоча програма й методичні вказівки

1. Структура й принцип роботи еом

ЕОМ – технічні засоби кібернетики. Історія розвитку ЕОМ, структура й принцип роботи. Перспективи розвитку ЕОМ. ЦОМ. Застосування ЕОМ у хімії й хімічній технології. Функції ЕОМ.

Системи й процеси – предмет кібернетики. Поняття хімічної системи. Блоковий принцип ієрархії хімічного процесу.

Поняття технологічного, функціонального й модульного операторів. Модуль ХТС (хіміко-технологічних систем). Типові технологічні оператори. Послідовна, паралельна, послідовно-обвідна (байпас) і зворотна (рецикл) технологічні зв'язки.

Аналіз і синтез ХТС.

Методичні вказівки

Технічний прогрес у хімічній промисловості пов'язаний з відмінними рисами цієї галузі, серед яких найважливішими є:

– створення агрегатів великої одиничної потужності й забезпечення роботи виробництва в оптимальному режимі за економічними та енерготехнологічними параметрами;

– забезпечення високої якості технологічних розрахунків, забезпечення належної якості виготовлення апаратури, що можливе тільки при переході до автоматизованого проектування.

Джерелом до вирішення перерахованих завдань є застосування кібернетики у хімії й хімтехнології. Необхідно знати, що є предметом кібернетики, методом і засобами реалізації методу. Скільки поколінь ЕОМ налічується в наш час. Уміти дати стислу характеристику ЕОМ кожного покоління, в якому необхідно навести типи серійних ЕОМ, що характеризують кожне покоління, їх швидкодію, об'єм пам'яті, вказати елементну базу центрального процесора. Структурно ЕОМ зручніше надати у вигляді блок-схеми, у яку входять: оперативно запам'ятовувальний пристрій, арифметико-логічний блок і пристрій керування, (у сукупності складові процесори), і зовнішні (периферійні) пристрої, до яких належать пристрій ведення-виведення, термінали й т.д. Уміти дати стислу характеристику кожного із цих пристроїв.

При вивченні систем і процесів як предмета кібернетики необхідно засвоїти, що кожна система складається із взаємозалежних і взаємодіючих між собою й зовнішнім середовищем частин і в певній мірі є замкнутим цілим. При цьому під хімічною системою варто розуміти сукупність фізико-хімічних процесів і засобів для їх реалізації. Таким чином, хімічна система включає: власне хімічний процес, апарат, в якому він проводиться, засоби для контролю й керування процесів і зв’язку між ними.

Всі системи можна розділити на малі й великі. Малі системи звичайно обмежені типовим процесом, його внутрішніми зв’язками, а також особливостями його апаратурного оформлення й функціонування. Великі системи – це складна сукупність малих систем. Їм властиві певна цілісність, наявність загальних цілей і призначення, значні розміри, велика кількість виконуваних функцій, складність поводження. Приклади великих систем: агрегат синтезу аміаку потужністю 1360 т/добу; агрегат виробництва амонійної селітри АС–72М та інші. При цьому, будь-яке хімічне підприємство як велика система складається з великого числа взаємозалежних і супідрядних малих систем. 1-ий, нижчий щабель ієрархічної структури хімічного підприємства утворюють типові процеси хімічної технології (гідродинамічні, теплові, хімічні) у певному апаратурному оформленні й локальні системи керування ними.

Основу 2-ї щаблини ієрархії становлять агрегати, комплекси й т.д. і автоматизовані системи керування технологічними процесами (АСУТП).

3-ій, вищий щабель ієрархічної структури хімічного підприємства – це системи оперативного керування сукупністю цехів або автоматизована система керування підприємством (АСКП).