ПЛАНИРОВАНИЕ ЧИСЛЕННОГО И ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Аннотация

Технологические процессы являются многофакторными. Выбор наиболее значимых из них для корректного анализа объекта исследований является важной задачей. Для такого ранжирования факторов исследователи обычно опираются на собственный опыт или мнения специалистов в этой области, оценивая их согласованность  по математическим критериям. Однако при разработке нового процесса такой подход не может быть использован. В этом случае прибегают к экспериментальным методам отбора факторов. Но затратность, длительность, а иногда и невозможность использования этого метода очевидна. В настоящей работе использован другой подход. Учитывали, что термодинамическое моделирование является экспериментом, но только численным. Поэтому к нему можно применить метод математического планирования эксперимента, позволяющий при одном расчете учесть влияние на целевую функцию более десятка факторов. Получаемые в этом случае частные зависимости показателей процесса позволяют без постановки физических экспериментов отсеять малозначимые факторы и оставить сильные. Для иллюстрации такой подход применен в ходе разработки технологии производства ферробора карботермическим способом с использованием местного сырья. Термодинамическое моделирование выполнили с применением заранее отобранных расчетным путем факторов. Их же использовали при физическом моделировании процесса на высокотемпературной  печи. Эксперимент подтвердил значимость отобранных теоретическим способом факторов. Применением метода планирования достигнуто  также сокращение количество численных экспериментов в 25, а физических – в 125 раз. Использование изложенного подхода позволяет сопоставлением расчетных данных с результатами физического эксперимента разработать меры по приближению практических результатов к равновесным с применением сильно действующих факторов.