[發明專利]基于狀態方程的偽密度根的熱力學過程控制

無效

• 申請號: 201080046140.2
• 申請日: 2010-08-20
• 公開（公告）號: CN102597988A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: G·徐;D·布拉克;D·J·范伯爾森;I·H·伯伊斯
• 申請（專利權）人: 因文西斯系統公司
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00;G06F9/455;G06F15/16
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 侯海燕

背景技術

為了不斷提高運行效率，諸如化工廠、精煉廠、食品加工廠、制藥廠、釀酒廠及其它批量和連續工廠系統的工業工廠可以采用基于計算機的建模和仿真來優化工廠運行。這些建模系統一般用于通過用計算機模型定義工廠的組件和設備，隨后利用數學計算來預計和/或揭示這些系統在相關參數變化時的行為，而仿真工廠。

通過仿真對在真實情況下出現的各種變化的過程和工廠響應，這種建模可用于幫助這種工廠的設計和運行，以及提供基于計算機的操作人員培訓，而不存在與使工廠遭受這些事件相關的危害或成本。另外，可以預測工廠行為，以便做出如果發生這些事件，那么應對這些事件的策略。通過預測系統變化，然后通過把模型產生的信息結合到工廠設備的控制回路中，相應地做出響應，這種建模還可用于幫助控制工廠運行。

這些系統的建模一般涉及復雜的熱力學方程的迭代計算，以便精確地描述動態情況的靜態視圖。考慮到這些系統的狀態快速變化，并且只能夠及時地計算離散時刻的限制，這種形式的建模會對計算機的中央處理器(CPU)提出相當大的需求，因為為了使模型保持最新，需要持續不斷地更新。這種沉重的處理負荷對以足以及時獲得預測模型的速度，提供精確的數據，以便搶先防止危急情況的能力提出了挑戰，從而使真實應用中的工廠控制變得困難或者不可能。

發明內容

在一個實施例中，公開一種系統。所述系統包括計算機系統、熱力學過程仿真應用和熱力學狀態方程應用。計算機系統包含至少一個處理器。當被計算機系統的所述至少一個處理器執行時，熱力學狀態方程應用至少根據規定壓力、規定溫度和脫離狀態方程的第一偏離點，確定密度根。第一偏離點是根據在第一偏離點的狀態方程的壓力-密度之比，和在第一偏離點的狀態方程的壓力相對于密度的變化率之間的比例關系確定的，其中當規定壓力小于在第一偏離點的壓力時，以偽密度的形式確定密度根。熱力學過程仿真應用在計算機系統的所述至少一個處理器上運行，迭代地調用熱力學狀態方程應用，以根據熱力學狀態方程應用確定的密度根，確定結果。

在一個實施例中，公開一種包含計算機系統、熱力學過程仿真應用和熱力學狀態方程應用的系統。計算機系統包含至少一個處理器。當被計算機系統的所述至少一個處理器執行時，熱力學狀態方程應用至少根據規定壓力、規定溫度，規定組成和脫離狀態方程的第二偏離點，確定密度根。第二偏離點是至少部分根據狀態方程的壓力相對于密度的變化率和普適氣體常量之間的比例關系確定的。當規定壓力大于在第二偏離點的壓力時，以偽密度的形式確定密度根。熱力學過程仿真應用在計算機系統的所述至少一個處理器上運行，并且迭代地調用熱力學狀態方程應用，以根據熱力學狀態方程應用確定的密度根而確定結果。

在一個實施例中，公開一種包含計算機系統、熱力學過程仿真應用和熱力學狀態方程應用的系統。計算機系統包含至少一個處理器。當被計算機系統的所述至少一個處理器執行時，熱力學狀態方程應用至少根據規定壓力P、規定溫度、規定組成和脫離狀態方程的第一偏離點(ρ_dp1，P_dp1)，確定密度根ρ，其中當規定壓力小于P_dp1時，根據包含密度平方項的外推方程，以偽密度的形式確定密度根ρ。當被計算機系統的所述至少一個處理器執行時，熱力學過程仿真應用迭代地調用熱力學狀態方程應用，以根據熱力學狀態方程應用確定的密度根而確定結果。系統處理處理由熱力學過程仿真應用確定的結果，以執行下述動作組中的至少一個動作：控制熱力學過程控制組件，培訓熱力學過程控制組件的操作人員，預測熱力學過程控制組件的失效時間，和驗證熱力學過程控制組件的設計。

在一個實施例中，公開一種包含計算機系統、熱力學過程仿真應用和熱力學狀態方程應用的系統。計算機系統包含至少一個處理器。當被計算機系統的所述至少一個處理器執行時，熱力學狀態方程應用至少根據規定壓力P、規定溫度、規定組成和脫離狀態方程的第二偏離點(ρ_dp2，P_dp2)，確定密度根ρ，其中當規定壓力大于P_dp2時，根據以下外推方程，以偽密度的形式確定密度根ρ：