Спосіб контролю процесу та керування ним

1. Спосіб керування процесом, який полягає в тому, що створюють модель першого процесу з використанням методів обчислювальної гідродинаміки, у створену з використанням методів обчислювальної гідродинаміки модель вводять дані про матеріали, які подаються у цей перший процес, які характеризують ситуацію в початковий момент часу t0, після чого за допомогою моделі моделюють в реальному масштабі часу одну або декілька властивостей процесу в майбутній момент часу t1 та результати моделювання використовують для керування першим процесом або другим процесом, з яким пов'язаний перший процес. 2. Спосіб за п. 1, у якому моделювання виконують безперервно або періодично для моделювання в реальному масштабі часу однієї або декількох властивостей першого процесу для майбутніх моментів часу t2, t3 і т.д., контролюючи таким чином процес і керуючи ним у часі. 3. Спосіб за одним із пп. 1 або 2, у якому властивості першого процесу вибирають серед однієї або декількох властивостей із групи, яка включає хімічний склад, густину та в'язкість. 2 (19) 1 3 Даний винахід стосується способу контролю процесу та керування ним з використанням методів обчислювальної гідродинаміки. Обчислювальна гідродинаміка (ОГД) є добре відомим методом моделювання руху потоку текучого середовища, який використовує числові методи для рішення рівнянь збереження кількості руху та маси, які описують рух потоку текучого середовища та керують його течією. Так, наприклад, ОГД можна використовувати для моделювання руху потоків текучого середовища при проектуванні різних змішувачів з метою забезпечити необхідну ефективність перемішування. Так само ОГД можна використовувати при проектуванні різних реакторів з метою забезпечити оптимальний контакт вихідних реагентів між собою і/або з каталізатором, який може бути присутній у зоні реакції. ОГД дозволяє визначати структуру потоку та характеристики системи при заданих граничних умовах з використанням фундаментальних рівнянь руху суцільного текучого середовища, а саме: рівнянь збереження кількості руху та маси (відомих як рівняння Нав'є-Стокса). ОГД можна використовувати при моделюванні процесів, що протікають у сталому режимі або в нестійкому (залежному від часу) режимі. Метод дозволяє не робити апріорних припущень про остаточне рішення й крім початкових граничних умов не вимагає використання ніяких інших додаткових даних (наприклад, результатів вимірювань падіння тиску для знаходження рішення). Іншими словами, такий метод дозволяє визначити за допомогою відповідних обчислень необхідні властивості системи в момент часу t1 при заданих граничних умовах у більш ранній момент часу t0. У деяких простих випадках (наприклад, для двомірного нев'язкого потоку) структуру та параметри потоку можна визначити аналітично, однак на практиці для цього звичайно доводиться чисельними методами вирішувати нелінійні диференціальні рівняння другого порядку. ОГД вирішує цю задачу шляхом розділення режиму течії на велику кількість дрібних комірок (звичайно більше 100 тисяч) і числового рішення рівнянь у кожній комірці з ітерацією прогнозу до одержання кінцевого рішення. ОГД докладно описана, наприклад, у роботі Е.М. Marshall і A. Bakker "Computational Fluid Mixing", яка опублікована Fluent-Inc. в 2002p. Звичайне моделювання ОГД-методами вимагає роботи комп'ютера протягом багатьох годин або навіть днів, у тому числі й при моделюванні порівняно простих систем, особливо коли кінцеве рішення залежить від часу. Проте незважаючи на велику кількість часу, необхідну для виконання відповідних обчислень, ОГД, безперечно, є винятково ефективним інструментом для проектування різних змішувачів і/або реакторів, при розрахунку яких час не є критичним чинником. До створення даного винаходу моделі, побудовані з використанням ОГД-методів без усякого апріорного припущення про стан системи тільки з врахуванням початкових і граничних умов, ніколи не використовубалися для 89495 4 керування процесом у реальному масштабі часу. В ЕР 398706 описаний спосіб передбачення фізичних властивостей полімеру, який одержується з великої кількості мономерів у реакторі, і стверджується, що одержані цим методом результати можна використовувати для попередження оператора про проблеми, які стали причиною незвичайного поводження реактора. Однак описаний у цій публікації спосіб вимагає введення в модель реальних даних про процес (тобто результатів попереднього виконання цього процесу), одержаних при вимірюванні в різних точках реактора (і, отже, у момент часу t0), а результати обчислень дають оцінку різних параметрів у той же самий час t0, коли були виміряні початкові дані. При створенні винаходу було встановлено, що моделювання ОГД-методами процесів, які протікають, зокрема, у нестаціонарному (залежному від часу) режимі, можна використовувати для контролю процесу в реальному масштабі часу й ефективного керування процесом. Відповідно до цього першого об'єкта даного винаходу є спосіб керування процесом, який полягає в тому, що а) з використанням методів обчислювальної гідродинаміки створюють модель першого процесу, б) у створену з використанням методів обчислювальної гідродинаміки модель вводять дані про вихідний матеріал, який подається у цей перший процес, які характеризують ситуацію в початковий момент часу t0, у результаті чого модель моделює в реальному масштабі часу одну або декілька властивостей процесу в майбутній момент часу t1, та в) результати моделювання використовують для керування першим процесом або другим процесом, з яким зв'язаний перший процес. Під "моделюванням у реальному масштабі часу" мається на увазі процес моделювання, під час якого вихідні дані (результат моделювання) одержують протягом визначеного проміжку часу, досить короткого для своєчасного або навіть завчасного передбачення станів процесу й тим самим керування процесом у разі необхідності на основі зазначених вихідних даних, тобто на основі даних, одержаних у початковий момент часу t0, система здатна обчислювати відповідну властивість для більш пізнього моменту часу ti1 і при необхідності використовувати результати таких обчислень для зміни стану процесу (або другого процесу) у момент часу t1 або раніше. Для реалізації пропонованого у винаході способу може використовуватися система керування, відповідно до чого другим об'єктом даного винаходу є пропонована в ньому система керування процесом, яка містить а) комп'ютер, запрограмований на виконання побудованої методами обчислювальної гідродинаміки моделі першого процесу, б) систему введення, призначену для введення в створену з використанням методів обчислювальної гідродинаміки модель даних про вихідний матеріал, який подається у цей перший 5 89495 6 процес, які характеризують ситуацію в початкодованої ОГД-методами моделі процесу, здійснювий момент часу t0, у результаті чого модель моється оператором або автоматизованою систеделює в реальному масштабі часу одну або декімою керування процесом. Оператор або лька властивостей процесу в майбутній момент автоматизована система керування може "викочасу t1, та ристовувати" вихідні дані моделювання не тільки в) контролер, який спрацьовує у відповідь на для зміни стану першого або другого процесу, результати моделювання та який використовує їх але й так само для підтвердження того, що пердля керування першим процесом або другим проший або другий процес протікає в передбачених цесом, з яким зв'язаний перший процес. умовах, і його стан не вимагає ніяких змін. Пропонована у винаході система керування Моделювання в реальному масштабі часу працює таким чином, що контролер (в), який, як можна також використовувати для одержання описано нижче, може являти собою автоматизоінформації про одну або декілька властивостей вану систему керування процесом або може кепершого процесу в наступні моменти часу t2, t3 і руватися оператором, змінює стан процесу в мот.д. Одержувати таку інформацію можна шляхом мент часу t1 або раніше. безперервного виконання моделі або шляхом У кращому варіанті винаходу контролер (в) повторного виконання моделі з визначеною перікерує другим процесом, з яким зв'язаний перший одичністю для одержання змодельованих даних процес, а сам перший процес являє собою продля серії майбутніх моментів часу t2, t3 і т.д. Такий цес перемішування у відповідному змішувачі, підхід дозволяє використовувати пропонований у причому продукт, який відбирається з нього, поданому винаході спосіб для контролю процесу та дають як вихідний матеріал у другий процес. Так, керування ним безперервно протягом усього ненаприклад, змішувач може являти собою резеробхідного часу. вуар для зберігання сирої нафти, яку потім під Під "безперервним" виконанням моделі мачас другого процесу піддають перегонці на відпоється на увазі її безперервне обновлення, при відній нафтоперегінній установці. Більш докладно якому після одержання вихідних даних процесу цей варіант здійснення винаходу описаний нижмоделювання в момент часу t1 процес моделюче. вання триває до одержання вихідних даних для Для виконуваного в реальномумасштабі часу наступного моменту часу t2. Тим самим обновмоделювання однієї або декількох властивостей лення результатів моделювання для моменту процесу в майбутній момент t1 дані про вихідний часу t1 даними про вихідний матеріал, який подаматеріал повинні відноситися до вихідного матеється в перший процес у проміжку між моментаріалу, який подається в перший процес у момент ми t1 і t2, дозволяє моделювати в реальному мачасу t0 до моменту часу t1, і можуть включати, сштабі часу одну або декілька властивостей наприклад, дані про витрату та склад всіх потоків першого процесу в майбутній момент часу t2, навихідних матеріалів, які подаються в перший проступний за моментом часу t1. У цьому варіанті цес до цього моменту часу. Склад всіх потоків модель виконується одночасно з її обновленням матеріалів, які подаються в перший процес, мож(інтервал часу між t2 та t1), тобто якщо тривалість на визначити заздалегідь до надходження потоків одного циклу виконання моделі становить десять вихідних матеріалів у процес, наприклад, на оссекунд, то час між моментами часу t2 і t1 також нові результатів аналізу вихідних матеріалів у повинен становити десять секунд. резервуарах для їх зберігання або в підвідних В іншому варіанті модель можна виконувати трубопроводах, зокрема, за допомогою відповід(або повторно виконувати) для моделювання в них витратомірів. Такі дані можуть вводитися в реальному масштабі часу однієї або декількох побудовану ОГД-методами модель процесу або властивостей першого процесу в майбутні момеоператором, або автоматизованою системою нти часу t2, t3. і т.д., наступні за моментом часу t1, контролю подачі вихідних матеріалів. Самі дані, виконуючи для кожного із цих моментів часу які вводяться в модель першого процесу, також окреме моделювання в реальному масштабі чаможуть являти собою результати моделювання, су. Звичайно кожний новий процес виконання наприклад, можуть являти собою вихідні дані моделі починають після завершення попередньоокремої, побудованої ОГД-методами моделі рего процесу виконання моделі, однак у принципі зервуара для зберігання. процеси виконання моделі можна починати й до Перевага даного винаходу полягає у викоризавершення попереднього процесу виконання станні побудованої ОГД-методами моделі для моделі, і в цьому випадку декілька процесів викопередбачення однієї або декількох властивостей нання моделі будуть протікати паралельно. Так, першого процесу та при необхідності для впливу наприклад, у реальному масштабі часу можна на зазначені вихідні дані або І), коли ці вихідні моделювати одну або декілька властивостей дані процесу моделювання використовуються першого процесу в майбутній момент часу t2, надля керування першим процесом до того, як проступний за моментом часу t1, використовуючи гнозовані властивості стануть реальністю в перфактичні (тобто виміряні) дані про перший процес шому процесі, або II), коли ці вихідні дані процесу у момент часу t і дані про вихідний матеріал, який моделювання використовуються для керування подається в перший процес в інтервалі часу між t другим процесом, який пов'язаний з першим проі t2. У тому випадку, коли черговий процес викоцесом, до того моменту, коли прогнозовані власнання моделі починається після закінченні попетивості стануть реальністю в другому процесі. реднього процесу виконання моделі, кожний проКерування першим або другим процесом на цес виконання моделі триває протягом проміжку основі прогнозу, одержаного за допомогою побучасу, який коротший інтервалу часу, необхідного 7 89495 8 для обновлення моделі (різниці між моментами моделювання можуть також містити інформацію, часу t2 і t1), тобто при тривалості одного циклу наприклад, про температуру та тиск всередині виконання моделі, що дорівнює 10 с, для початку реактора. Крім того, у вихідних даних моделюта повного закінчення наступного циклу виконанвання може міститися й інформація про властиня моделі різниця між моментами часу t2 і t1 повості продукту, який відбирається з реактора. винна бути мінімум 10 с. Оскільки такі вихідні дані використовуються для Описані вище варіанти можна також викорискерування хімічною реакцією, вони повинні надтовувати в комбінації між собою. Так, наприклад, ходити в розпорядження оператора або в автомодель можна виконувати безперервно, викорисматизовану систему керування до того, як фактитовуючи початкові дані в момент часу t0 і безпечні умови в реакторі досягнуть значень, рервно обновляючи модель для наступних періодержаних у результаті моделювання, щоб при одів часу протягом всього інтервалу часу, передбаченні будь-яких небажаних умов операнаприклад, протягом 1год, з наступним повтортор або система керування встигли відреагувати ним початком процесу моделювання з новим нана одержану інформацію та змогли запобігти вибором вихідних даних, які можна одержати шляникненню таких умов у реакторі. хом поточних вимірювань. При цьому за новий До небажаних умов, які можуть виникнути в момент часу t0 приймається момент часу t1. Тим реакторі, належать, наприклад, утворення в ньосамим одержувані нові дані дозволяють керувати му зон, у яких концентрація займистих або вибубезперервним виконанням моделі та гарантують хонебезпечних речовин перевищує припустимі точне відбиття постійно обновлюваною моделлю межі, зон із занадто низькою або занадто висофактичних умов процесу. кою концентрацією одного або декількох реагенМодель краще виконувати або обновляти на тів або каталізатора, зон з ненормальним режирегулярній основі, наприклад, протягом кожного мом течії, зокрема застійних зон і/або зон проміжку часу від 1с до 60хв (тобто в періоди місцевого перегріву або недогріву. часу t3-t2, t2-t1 і т.д.). Альтернативно цьому або на додаток до цьоКерувати першим або другим процесом можго результати моделювання, одержані до фактина на основі всіх вихідних даних моделі або на чного виникнення в реакторі запрогнозованих основі вихідних даних моделі, одержуваних у умов, дозволяють оператору або системі керурізні, відділені досить великими проміжками мовання процесом оптимізувати реакційні умови менти часу. Так, наприклад, при повторі процесу залежно від будь-яких змін у характеристиках виконання моделі кожні 10с для керування провихідного матеріалу. цесом цілком достатньо може виявитися викориУ цьому першому варіанті здійснення винастовувати вихідні дані, одержувані щохвилини ходу дані про вихідний матеріал можуть містити, або кожні 10хв. У цьому випадку період моделюнаприклад, інформацію про витрату та склад всіх вання може бути залежно від необхідного часопотоків вихідного матеріалу, які подаються у реавого розрізнення керуючої моделі коротшим за ктор, включаючи всі циркулюючі потоки. Так, навикористовувану для керування процесом періприклад, склад потоків "свіжих" вихідних матеріаодичність обновлення моделі. лів можна визначати завчасно до їх потрапляння Періодичність, використовувана при обчисв реактор шляхом відповідного аналізу в резерленнях, не обов'язково повинна бути постійною й вуарах для зберігання вихідних матеріалів або в може змінюватися для однієї й тієї ж моделі запідвідних трубопроводах, а склад будь-яких цирлежно від швидкості зміни змінної з метою оптикулюючих потоків можна визначати завчасно до мізації тривалості всіх розрахунків. їх повторного потрапляння в реактор шляхом Під "однією або декількома властивостями" відповідного аналізу в циркуляційному контурі. В першого процесу можуть матися на увазі хімічні іншому варіанті склад будь-яких циркулюючих і/або фізичні властивості. Типовим прикладом потоків можна також визначати безпосередньо на хімічної властивості є хімічний склад. До типових основі результатів моделювання. фізичних властивостей належать, наприклад, У цьому першому варіанті здійснення винагустина і в'язкість. До властивостей може також ходу дані, які вводять у побудовану ОГДналежати концентрація дисперсної або вторинної методами модель, можуть містити також інфорфази, наприклад, концентрація води в маслі. мацію про інші змінні параметри процесу, наприПобудована ОГД-методами модель може геклад, про активність каталізатора, включаючи нерувати "карту властивостей" (або одну, або будь-які можливі її зміни, пов'язані, наприклад, з декілька), яка відображає характер зміни однієї його дезактивацією або додаванням свіжого каабо декількох властивостей, що відбувається в талізатора, а також про його температуру та тиск. першому процесі, наприклад, карту зміни конценТак, наприклад, розрахунок активності каталізатрації хімічного реагенту в реакторі або карту тора може ґрунтуватися на передбаченій швидзміни густини текучого середовища або складу кості його дезактивації і/або запланованому докомпонентів у змішувачі. даванні свіжого каталізатора, а розрахунок У першому варіанті здійснення даного винатемператури та тиску каталізатора можуть ґрунходу першим процесом є хімічна реакція, яка туватися на запланованих або передбачених протікає у відповідному реакторі. змінах умов процесу, наприклад, на збільшенні У цьому випадку як вихідні дані моделювання температури для компенсації дезактивації каталіпереважно одержують карту зміни складу композатора. нентів у реакторі, яку використовують для керуУ другому кращому варіанті здійснення винавання реакцією, що протікає в ньому. Вихідні дані ходу першим процесом є процес перемішування 9 89495 10 у відповідному змішувачі. У цьому другому варіаперегонка в колоні може протікати в неоптимальнті потік, який виходить зі змішувача, переважно них умовах. є вихідним матеріалом, який подається в другий При здійсненні пропонованого у винаході спопроцес, умови протікання якого можна оптимізусобу в побудовану ОГД-методами модель резервати залежно від складу матеріалу, який відбиравуара для зберігання сирої нафти як вихідні дані ється зі змішувача. У цьому прикладі вихідні дані вводять інформацію, що описує визначені власмоделювання повинні надаватися в розпорятивості сирої нафти, таку як її загальний об'єм, дження оператора або надходити в автоматизовитрата, хімічний склад, густина і в'язкість. Побувану систему керування процесом до того, як дована ОГД-методами модель вже містить інфоматеріал визначеного складу, який відбирається рмацію про визначені параметри сирої нафти, із змішувача, потрапить у другий процес, щоб яка залишилася в резервуарі для її зберігання оператор або система керування процесом могли (отриману при моделюванні, основаному на пооптимізувати умови протікання другого процесу з передньому заповненні та спорожненні резервуурахуванням отриманої інформації про властивоара для зберігання сирої нафти), і обчислює власті матеріалу, що виходить зі змішувача, до мостивості сирої нафти в різних точках резервуара менту його надходження в другий процес. для її зберігання. Отриману в результаті такого Як приклад змішувача в другому варіанті моделювання "карту властивостей" регулярно здійснення винаходу можна назвати резервуар обновляють, наприклад, кожний проміжок часу для зберігання сирої нафти, а як приклад другого тривалістю від декількох хвилин до однієї години, процесу - перегонку нафти на відповідній нафтоу міру додавання в резервуар "свіжої" сирої нафперегінній установці. ти (процес заповнення резервуара свіжою сирою Нафтоперегінні установки є невід'ємною часнафтою з танкера може тривати 24год. або довтиною нафтопереробних заводів. Сира нафта ше) або в результаті перемішування сирої нафти, подається в такі установки з одного або декількох яка заливається в резервуар, з нафтою, що зарезервуарів для її зберігання, у які у свою чергу лишилася в ньому (яке відбувається хоча б раз сира нафта надходить періодично, наприклад, з після завершенні процесу заливання свіжої сирої танкерів або з нафтопроводів. Звичайно одну нафти у резервуар для її зберігання та у міру нафтоперегінну установку з'єднують із декільковідбору сирої нафти з резервуара для її зберіганма резервуарами для зберігання сирої нафти. ня). Для перемішування нафти в резервуарі для Місткість кожного резервуара для зберігання її зберігання можна використовувати встановлені сирої нафти звичайно може досягати 100000м3. збоку на вході в нього мішалки, моделі яких і Сиру нафту перед її подачею з резервуара для її продуктивність яких можна включити в загальну, зберігання в нафтоперегінну установку іноді підпобудовану ОГД-методами модель. дають попередній обробці, наприклад, знесоленУ цьому варіанті модель, обчислюючи "карту ню. Звичайно, однак, резервуар для зберігання властивостей" сирої нафти в момент її відбору з сирої нафти неможливо спорожнити повністю, і резервуара для її зберігання та подачі в нафтотому в ньому завжди залишається деяка кількість перегінну колону, а також при наступній подачі з сирої нафти, об'єм якої в деяких випадках може резервуара для її зберігання, дозволяє тим садосягати 20% від максимальної місткості резермим спрогнозувати можливі зміни властивостей вуара для зберігання сирої нафти. Частково спосирої нафти, яка подається в нафтоперегінну рожнений резервуар потім знову повністю заповколону, у часі. нюють свіжою сирою нафтою, наприклад, з Наявність такої "карти властивостей", яка відтанкера. Оскільки сира нафта, що заливається биває зміни властивостей сирої нафти, що відбузнову в резервуар, може істотно відрізнятися від ваються в часі, дозволяє регулярно оптимізувати нафти, яка залишилася в ньому, як за своїми роботу нафтоперегінної колони. Так, наприклад, хімічними властивостями, наприклад, за складом якщо відомо, що в момент часу t0 у резервуар вуглеводнів і вмісту води, так і за своїми фізичдля зберігання сирої нафти буде закачано протяними властивостями, такими як в'язкість і густигом х годин з визначеною витратою визначену на, загальні та окремі властивості сирої нафти, кількість свіжої сирої нафти, то побудовану ОГДяка знаходиться в резервуарі, будуть прямо заметодами модель можна використовувати для лежати від співвідношення об'ємів і властивостей передбачення до спливу х годин стану суміші в нафти, яка залишилася в резервуарі, і "свіжозарезервуарі для зберігання сирої нафти після литої" у нього сирої нафти. спливу х годин. Раніше зробити подібне прогноВластивості сирої нафти мають важливе зназування або провести відповідні розрахунки з чення, оскільки на їх основі можна оптимізувати використанням методів обчислювальної гідродироботу нафтоперегінних колон. Звичайно переднаміки було неможливо. Пропонований у винахобачається, що в резервуарі для зберігання сирої ді спосіб виключає необхідність проведення якихнафти нафта, яка залишилася в ньому, повністю небудь додаткових вимірювань стану сирої нафперемішується з "свіжозалитою" у нього сирою ти, яка знаходиться в резервуарі для її зберіганнафтою з утворенням повністю однорідної за ня, або необхідність коректування моделі після своїм складом нафти. Фактично ж навіть при певведення в неї початкових даних. Цим пропоноремішуванні нафти безпосередньо в резервуарі ваний у винаході спосіб принципово відрізняється для її зберігання склад нафти, яка знаходиться в від запропонованого в ЕР 398706 способу, відпоньому, може істотно варіюватися за його об'відно до якого обчислювальні методи використоємом. Тому із часом склад нафти, яка подається вують для розрахунку однієї характеристики сисв нафтоперегінну колону, може змінюватися, і її теми в момент часу t0 (зокрема, 11 89495 12 середньочисельної і середньозваженої молекуяка знаходиться в призначеному для її зберігання лярної маси) за вимірюваним у той же момент резервуарі, в міру додавання в нього свіжої сирої часу t0 значенням іншої характеристики (напринафти. Резервуар для зберігання сирої нафти клад, падіння тиску). Іншими словами, запропомає розташований у його днищі напрямлений у нований в ЕР 398706 спосіб не дозволяє передрадіальному напрямку вхідний патрубок 1, через бачити необхідний параметр системи до який у резервуар заливається свіжа сира нафта, і фактичного настання відповідної події та до протакож розташований у днищі резервуара під куведення відповідних вимірювань. том 90° до вхідного патрубка вихідний патрубок Пропонований у винаході спосіб можна вико2, через який з резервуара відбирається нафта. ристовувати не тільки щодо описаного вище "пеПриклад 1 ріодичного" процесу, під час якого спорожнюванРозглянута в цьому прикладі побудована меня та заповнення резервуара для зберігання тодами обчислювальної гідродинаміки модель сирої нафти відбувається в періодичному режимі, використовується для просторового, залежного але й щодо напівбезперервного або безперерввід часу моделювання процесу перемішування ного процесу, коли, наприклад, одночасно з понафти у великому резервуарі для її зберігання з дачею сирої нафти в резервуар для її зберігання використанням як програми для ОГДвідбувається відбір з нього нафти в нафтоперемоделюванняя програмного продукту Fluent вергінну колону. сії 6.1. У найбільш кращому варіанті здійснення даПри моделюванні призначеного для зберіного винаходу паралельно виконують дві, а в гання нафти резервуара діаметром 80м і висотою деяких випадках і більше двох побудованих ОГД17м, схематично показаного на прикладеному до методами моделей. опису кресленні, передбачалося, що кількість У цьому варіанті на першій моделі одержують нафти, яка заливається в нього, дорівнює кількоінформацію про фактичний стан і характеристики сті нафти, яка відбирається з нього, і тому він першого процесу у визначений момент часу, а завжди залишається повним. (При необхідності другу модель використовують для моделювання шляхом відповідної зміни обчислювальної сітки процесу та керування ним. Перша модель, у яку можна допускати зростання та падіння рівня наяк вихідні вводяться дані з наявної системи керуфти, яка знаходиться в резервуарі, яке відбувавання установкою, моделює умови в першому ється при його заповненні, відповідно спорожнюпроцесі максимально близько до "фактичного" ванні.) часу, тобто безпосередньо в момент виникнення Діаметр обох - вхідного і вихідного - патрубків цих умов. Перша модель не використовується становив по 0,6м. безпосередньо для керування процесом, а викоДля більш ефективного перемішування нафристовується для одержання даних, які як вихідні ти в резервуарі для її зберігання використовувавводяться в другу (прогнозуючу) модель, яка ли встановлене на вході в резервуар сопло. більш докладно описана нижче. Першу модель Обчислювальна сітка моделі складалася з можна також використовувати як "контролюючу 96000 комірок з номінальним об'ємом 1м3, розякість" модель для перевірки точності прогнозу, ташованих у центральній частині резервуара, і виданого другою моделлю. Першу та другу мокомірок меншого об'єму, розташованих при вході делі можна додатково уточнювати шляхом їх "нав резервуар та виході з нього. вчання" на основі будь-яких виникаючих відхиМодель виконували в безперервному режимі лень. й обновляли її вихідні дані через кожні 10с. Другу модель використовують, як зазначено Спочатку резервуар заповнювали тільки навище, для моделювання процесу та керування фтою-а з в'язкістю 10 сантипуаз (сП) і питомою ним, вводячи в неї поточні властивості, переважмасою 0,8. У момент часу t = 0 хв у резервуар но одержані в результаті їх розрахунку першою через вхідний патрубок 1 зі швидкістю 10м/с (що моделлю, і дані про вихідні матеріали. На основі відповідає витраті приблизно 2500кг/с) починали такої інформації друга модель у реальному масзаливати нафту-с з в'язкістю 400 сП і питомою штабі часу моделює одну або декілька властивомасою 0,9. Через 330хв подачу нафти-с у резерстей першого процесу й описаним вище чином вуар припиняли й починали подавати в нього використовує результати моделювання для керучерез вхідний патрубок 1 нафту-а зі швидкістю вання першим процесом або другим процесом, з 10м/с. яким зв'язаний перший процес. На прикладеному до опису кресленні показаПобудовану ОГД-методами модель можна ний склад нафти, яка знаходилась в резервуарі, зв'язати з іншими моделями для обчислення тих визначений з інтервалом в 100хв. або інших конкретних властивостей, наприклад, У початковий момент часу в резервуарі знаможна зв'язати з моделями, які описують термоходилася тільки нафта-а. Потім у резервуар чединаміку процесу та реакції, які протікають у ньорез вхідний патрубок 1 починали подавати нафму, для передбачення певних фізичних властиту-с, у міру надходження якої в резервуар склад востей та складів компонентів. нафти, яка знаходилась в ньому, змінювався з Нижче винахід більш докладно розглянутий з відповідним збільшенням у ній середньої масової посиланням на прикладене креслення та проілючастки нафти-с, про що свідчать наведені на крестрований на прикладі його можливого здійсненсленні графіки для моментів часу, що дорівнюють ня. 100, 200 і 300хв після початку подачі нафти-с у На прикладеному до опису кресленні показарезервуар. Однак, як видно із прикладеного до на схема процесу перемішування сирої нафти, опису креслення, нафта-с перемішувалася з на 13 89495 14 фтою-а нерівномірно, і тому в об'ємі нафти-а Подібне нерівномірне перемішування нафти утворювалися зони з більш високою концентраціпідтверджується також наведеною нижче таблиєю в них нафти-с. У момент часу t = 400хв у рецею 1, у якій наведені значення середньої концезервуар через вхідний патрубок починали подантрації нафти-а у резервуарі та її фактичній конвати як вихідний матеріал нафту-а, яка також центрації у вихідному патрубку 2, одержані за нерівномірно змішувалася із нафтою, яка вже результатами моделювання, проілюстрованого знаходилась в резервуарі. на прикладеному до опису кресленні. Таблиця 1 Час (хв) Середня концентрація нафти-а 0 100 200 300 400 500 1 0,82 0,68 0,57 0,56 0,67 З наведених у таблиці 1 даних випливає, що результати моделювання дозволяють розраховувати склад нафти у вихідному патрубку 2 у часі та "у реальному масштабі часу" і при необхідності використовувати одержані дані для керування переробкою нафти на наступних стадіях другого Фактична концентрація нафти-а у вихідному патрубку 2 1 0,74 0,60 0,50 0,58 0,66 процесу, у який змішана нафта подається з резервуара через його вихідний патрубок, наприклад, подається на перегонку у відповідну установку, і внесення змін у другий процес ще до надходження до нього сирої нафти. 15 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 89495 Підписне 16 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601