探析化工过程数据处理系统的研究与开发

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1、矿8(J‘工38学役代码÷±．兽蔫禹磷蘸丧警硕士研究生学位论文论文题目：化工过程数据处理系统姓名指导教师学科专业专业代码研究方向的研究与开发焦巍韩方煜化学工程081701化工系统工程青岛科技大学研究生学位论文化工过程数据处理系统的研究与开发摘要随着计算机技术的飞速发展，流程模拟技术已经成为化工企业节能降耗、提高经济效益不可缺少的有力工具。在流程模拟过程中，随时伴随着化工数据的判断、交换、更新等处理过程，所以在流程模拟系统中，建立一个通用性和专用性兼备的数据处理系统是必不可少的。该系统应该由通用性数据处理模块和专用性数据处理模块组成，除能够对过程测量数据进行定性

2、、定量分析，并建立、求解数学模型外，还应较为准确地完成热力学模型和化学反应动力学方程的参数估值，以满足流程模拟和工程计算的需要。本文通过综合分析各类统计方法、数值方法和最优化方法的进展及其在化工计算中的应用，指出了一些方法的局限性。对常规数据处理系统进行了研究与开发，并对局部最优化的典型方法一单纯形法和阻尼非线性最小二乘拟合法--Marquardt法的改进及其在工程计算中的应用问题进行了深入研究。探讨了热力学模型参数估值方法的进展，运用Gauss．Newton的改进方法--Marquardt法分别拟合了Wilson、NRTL和UNIQUAC方程中的参数，并推算

3、了二元系统常压汽液平衡数据，与Gauss--Newton法计算结果及实验数据进行比较，该方法具有良好的收敛性和精度，并研究、开发了热力学模型参数估值模块。研究了七类共二十种通用化学反应形式速率常数的求解方法，重点讨论了微、积分法中非线性拟合方法的应用，研究开发了化学反应数据处理模块。研究了应用于多变量问题建立数学模型的正交筛选法，实例表明该方法应用于复杂问题建模时具有较高精度，开发出的正交筛选法建模模块也是行之有效的。然后总结了上述四个模块中的计算方法，并在前人工作的基础上开发并完善了四个功能模块。其中常规数据处理模块包括八种功能共几十种方法，热力学参数估值模

4、块包括三类共八个方程的参数估值功能，化学反应数掘处理模块包括七类反应共二十种反应类型的求解功能。计算模块采用FORqlRAN语言编程，界面及链接由C++BuiIder语言实现，从而实现了化工过程数据处理系统在Wj【1{lows、J7白p的应川。陔系统的丌发儿彳J-较人的实用价值，除具备1般的数据处理方法外，还使化12过程中几类典型的计算问题模型化，并可以作为功能模块添加到其它化工过群模拟软件中，扩展它的功能，使其更好地满足化工过程模拟的需求。关键词：数据处理参数估值Marquardt法功能模块青岛科技大学研究生学位论文RESEACHANDDEVELOPMENT

5、OFCHEMlCALPROCESSDATAPROCESSINGSYSTEMABSTRACTChemicalprocesssimulationandoptimizationhasbecomeausefultoolinenergysavingandimprovingeconomiceffectivenesswiththedevelopmentofcompmertechnology．Intheflowsimulationprocess，chemicaldataprocessingsuchasdatajudgemem，exchange，renewaletcisfoll

6、owingasnecessary．Soestablishingadataprocessingsystemintheflowsimulationsystemwhichhasgeneralandspecial-purposeatolletimeisessential．Thissystemshouldbecomposedofgeneraldataprocessingmoduleandspecial—purposedataprocessingmodule．Exceptcarlaccomplishthequalitativeandquantitativeanalysis

7、totheprocesssurveydata，establishandsolvemathematicalmodel，butalsoitCanaccuratelycompletetheparameterestimatingofthermodynamicsmodelsandchemicalreactiondynamicequations，tosatisfytheflowsimulationandtheengineeringcalculation’Sneed．Firstlythispaperpointsoutsomemethodslimitationbygenera

8、llyanalyzingeachkin