Функционирование больших систем
Размолотый шлам насосом подают (при помоле по замкнутому циклу) на сепарацию, где верхний слив (тонкую фракцию) подают в бассейн готового шлама, а нижний — обратно в мельницу. Усредненный готовый шлам поступает на питание печей, где превращается в клинкер.
Поддержание необходимой температуры обеспечивается сгоранием природного газа (или другого топлива) в воздухе, поступающем от вентиляторов.
Воздух охлаждает клинкер в холодильнике.
Избыток воздуха уходит через систему аэрации, а прошедший через печь и пыльную камеру газ очищается в фильтрах и выбрасывается дымососами в атмосферу (пунктиром показана возможная обратная подача в печь уловленной пыли).
Из холодильника клинкер поступает на склад, где усредняется, а затем поступает на дозатор и размалывается в цементной мельнице.
При помоле дозируют также некоторые добавки (например, шлак и гипс — дозаторы).
Через сепаратор готовый продукт — цемент — подают насосом в силос, а затем отгружают потребителям.
Крупка возвращается в мельницу на домол.
Эта технологическая представлена в виде соединения типовых операторов химической технологии.
Здесь операторы типа смесители, типа — усреднители, типа разделители, типа теплообменники, типа операторы химического превращения, типа помольные установки.
Всего в схеме технологической линии используется типовых операторов, через которые идут потоки материалов последовательно, параллельно и в обратном направлении.
Для наглядного выявления связи между описанной структурой и количественными характеристиками, а также для декомпозиции сложной системы на подсистемы применим методы теории графов.
Потоковый граф технологической схемы вершины графа соответствуют операторам химической технологии, а дуги (ветви) устанавливают взаимосвязи, соответствующие материальным и энергетическим потокам системы.
Как видно из графа, система имеет 7 входных потоков и 3 выходных.
В системе 30 вершин и 47 ветвей.
Для расчета материального баланса требуется, таким образом, решить систему из 30 уравнений, многие из которых нелинейны.
Тем большие трудности возникают при расчете балансов в нестационарных режимах (при моделировании системы и выборе оптимальных уравнений).