Оптимизация и управление технологическим процессом
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
?родолжаются дискуссии. Поэтому трудность идентификации модели управления СТБ состоит в том, чтобы из огромного объема информации выбрать только то, что наибольшей степени отражает детерминированную природу процесса, имеет экспериментальное подтверждение и может быть реализована в системе управления с помощью имеющихся технических средств.
В нашем примере структура СТБ как объект исследования и управления рассматривается так же, как и ХТС на пяти иерархических уровнях:
)атомно-молекулярный;
2)в масштабе зерна цемента;
)в масштабе структуры цементного камня;
)на масштабном уровне структуры бетона как композиционного материала;
)на масштабном уровне строительного изделия.
Результатом такого анализа во многих случаях может быть программа дальнейших исследований процесса в плане, например, выполнения кандидатских, докторских диссертаций, то есть выявления таких моментов, которые требуют более углубленного представления как в качественном, так и в количественном аспектах и которые эффективно могут быть включены в систему управления ТП, то есть на следующем этапе моделирования. Нами и та и другая задачи в определенной постановке были решены.
А теперь рассмотрим боле предметно возможную методику системного анализа. В нашем примере рассмотрены несколько сот работ, характеризующих с той или стороны, в расширенном или сжатом варианте рассматриваемую проблему твердения. Такое обилие информации, отсутствие обобщающих математических моделей заставило нас прибегнуть к табличной форме анализа с максимальным, вплоть до отдельных фраз и терминов, сжатием информации.
2.3.4.1 Фрагменты системного анализа первого иерархического уровня СТБ
По аналогии с ХТС этот уровень иерархии СТБ характеризует взаимодействие между атомами, свободными радикалами, молекулами, ионами, ионами-радикалами, комплексами различного состава и строения. Химические реакции рассматриваются как совокупность актов разрыва и образования химических связей со всеми атрибутами раздела науки химической кинетики (см. табл.1).
Таблица 1. Возможные характеристики структуры первого (нижнего) уровня СТБ.
Элементы системы (элементарные акты) Параметры состоянияВозможные управляющие воздействияСвязи системы (характеристики взаимодействий, взаимозависимостей) 1234Адсорбция воды на активных центрах минералов цементного клинкера: двухточечная адсорбция с участием донорно-акцепторных связей []; участие в адсорбции водородных связей []; поляризация адсорбированного слоя воды []; разложение части молекул воды на ионы Н+ и ОН - []; "подтягивание" носителей электрического заряда к поверхности зерна цемента []; "переток электронной плотности для нейтрализации дырок", локализованных у активных центров []; переток электронной плотности атома кислорода на свободную d-орбиталь кремния []; - - - - - Химические реакции гидролиза и гидротации. Плотность "посадки" молекул и ионов адсорбированной воды на молекулярной поверхности цементного минерала []; Толщина адсорбционной пленки воды []; Растворяющая способность воды в адсорбционном слое []; Константа диссоциации воды []; Диэлектрическая проницаемость воды в адсорбционном слое []; - - - - - Плотность размещения дислокаций, вакансий, примесных ионов свободных носителей заряда (электронов и "дырок"), пара магнитных центров и т.п., полученные в процессе обжига клинкера []; Количество воды в твердеющей системе []; Наличие ПАВ, химических добавок []; Температура и давление []; Электромагнитные и другие воздействия [] - - - - - Преобладающим является качественное описание процесса, как то: внедрение в кристалл. решетку C3S примесных ионов Ва2+, Cd2+, Mn3+, Mg2+, Na+, Ti4+ и др. увеличивает количество активных центров [] - - - - - Повышение температуры вызывает "сжатие" адсорб. слоев воды [] - - - - -
На основании выполненных обобщений можно заключить, что развитие процессов гидратации и твердения цемента на атомно-молекулярном уровне обусловлено совокупностью элементарных актов, протекающих последовательно или последовательно-параллельно, имеющих иногда циклический характер, находящихся во взаимной связи.
Большинство параметров промежуточных состояний представлены результатами различного рода измерений (химических, электрических, электрохимических, термодинамических и др.), которые лишь косвенно и неоднозначно подтверждают предполагаемые элементарные связи.
Номенклатура управляющих воздействий выявлена достаточно полно. Однако, связи между управляющими воздействиями и параметрами состояния представлены не четко, преимущественно на уровне словесных оценок типа "лучше - хуже", "способствует - не способствует" и т.п. Лишь по некоторым взаимодействиям могут быть представлены отдельные (не комплексные) численные характеристики.
Таким образом, "размытость" внутренних связей, неоднозначность в оценках параметров состояния и отсутствия практических возможностей для их прямого измерения делают пока практически невыполнимой представить аналитическую количественную модель для первого иерархического уровня СТБ. Здесь возможны экспериментально-статические модели типа "черного ящика". В то же время установлены значительные возможности управления процессом, повышения его эффективности.
Таким образом, вопросы первого иерархического уровня нуждаются в глубоких исследованиях. Их могут выполнить физики-химики в содружестве с технологами.
2.3.4.2 Нек