Лекция 6. Определение длительностей технологических циклов и построение временных диаграмм. Расчеты размеров основного и вспомогательного оборудования в аппаратурных модулях и выбор общего оборудования для реализации технологических стадий.

1. Типовая технологическая операция (ТТО) [5]

Признаком ТТО является сохранение определенной закономерности ее протекания. В аппаратах периодического действия различают основные и вспомогательные технологические операции.

К основным относятся операции, в результате которых получается новый продукт или изменяется состав в системе или агрегатное состояние.

К вспомогательным операциям в аппаратах периодического действия относятся операции подготовки аппарата и его содержимого к проведению основных операций.

Основные операции могут прерываться вспомогательными операциями.

Например, к основным операциям относится химическое превращение, но в ходе химического превращения могут добавляться реагенты – это вспомогательные операции.

Спецификой моделирования ТТО при периодическом способе организации производства является наличие длительностей технологических операции (τ_k), где k-номер технологической операции.

Задача моделирования состоит в определение длительности k-ой технологической операции, с использованием математических моделей типовых технологических операций, которые будут рассмотрены в лекциях 6 – 8.

Технологические операции образуют технологическую стадию (технологический процесс) или технологический цикл работы аппарата периодического действия (АПД).

2. Технологический процесс или стадия в АПД.

Задача моделирования технологического процесса в АПД заключается в координации длительностей технологических операций в единое расписание работы аппарата периодического или полунепрерывного действия.

Изображается длительность технологического цикла (τ_ц) работы АПД в виде временных диаграмм Гантта (рис. 1) и определяется по соотношению (1).

3. Одностадийный химико-технологический процесс (ХТП) реализуется в аппаратурном модуле.

При моделировании одностадийного ХТП в аппаратурном модуле одновременно составляется расписание работы аппарата периодического действия и определяются длительности технологических операций во вспомогательном оборудовании. Эти длительности согласовываются с расписанием работы в аппаратах периодического действия.

В общем случае они могут как оказать, так и не оказать влияние на длительность технологического цикла (τ_цам) работы аппаратурного модуля (рис. 2) 

Рис. 2. Технологический цикл работы аппаратурного модуля

1,2,3,…,k – основные технологические операции, протекающие в основном аппарате периодического действия аппаратурного модуля;

E₁, E₂ – это вспомогательные операции, протекающие во вспомогательном оборудовании аппаратурного модуля;

 – время подготовки реагента во вспомогательной емкости E₁;

 – время отбора полупродукта из емкости E₂.

Здесь время подготовки реагента () не оказывает влияние на длительность технологического цикла работы АПД, так как вспомогательная операция протекает одновременно с основной операцией, а время отбора полупродукта () - оказывает.

Длительность технологического цикла работы аппаратурного модуля определяется:

где τ_k – длительности основных технологических операций в аппаратурном модуле;

τ_j – длительности технологических операций во вспомогательном оборудовании, влияющие на длительность цикла в аппаратурном модуле (АМ). Для определения длительности τ_j введем вспомогательную переменную τ'_j:

где  – момент начала k-ой технологической операции;  - момент окончания вспомогательной операции, протекающей во времени между (k-1)-ой и k-ой основными операциями. Тогда: