氣化爐自動(dòng)建模系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路是:借助計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的化學(xué)反應(yīng)列表和化學(xué)反應(yīng)速率表達(dá)式進(jìn)行推導(dǎo),計(jì)算出各反應(yīng)物的生成/消耗速率,再在此基礎(chǔ)上按照小室模型的框架列寫物質(zhì)、能量平衡方程,然后利用該系統(tǒng)將平衡方程表達(dá)式生成FORTRAN程序。通過將平衡方程代碼與流動(dòng)模型和求解算法代碼一起編譯、連接,最終生成能夠進(jìn)行仿真計(jì)算的氣化爐整體模型。
建立的自動(dòng)建模系統(tǒng)必須能夠處理各化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率到各反應(yīng)物化學(xué)速率的映射關(guān)系,能夠結(jié)合流動(dòng)模型和其它模型提供的輸入?yún)?shù),推導(dǎo)出氣體、固體的物質(zhì)、能量平衡方程表達(dá)式。它還必須能夠處理多種氣體、多種固體反應(yīng)物和有無能量平衡的情況。
工程上最常用到的計(jì)算機(jī)語言(如C語言、FORTRAN語言)只注重純數(shù)值運(yùn)算,邏輯推導(dǎo)功能比較弱,要想完成上述工作,必須突破舊的思路,采用更先進(jìn)的數(shù)學(xué)工具。以符號(hào)計(jì)算、邏輯關(guān)系推導(dǎo)和復(fù)雜計(jì)算見長的計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)在此方面有著獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。因此,采用計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)作為工作平臺(tái)。
氣化爐自動(dòng)建模系統(tǒng)的輸入可以分為3個(gè)部分:反應(yīng)動(dòng)力學(xué)部分、流動(dòng)模型計(jì)算結(jié)果和其它建立小室模型必需的參數(shù)。反應(yīng)動(dòng)力學(xué)部分的輸入與反應(yīng)動(dòng)力學(xué)部分相關(guān)的輸入是指建模時(shí)研究者假設(shè)的氣化爐中發(fā)生的所有化學(xué)反應(yīng)及其化學(xué)反應(yīng)速率。同時(shí),還需要指明其中的固體反應(yīng)物是單篩分還是寬篩分,是否需要進(jìn)行能量平衡計(jì)算。