«Живые» расчеты, функции и расчетные процедуры по свойствам ионитов
Очков В.Ф.
Журнал Водоочистка, Водоподготовка, Водоснабжение, № 11, 2010
Информация
о свойствах ионитов поступает к потребителям в двух видах: на CD-ROM дисках в виде «закрытых» программ
расчета технологических схем водоподготовок (ROSA, IxCalc и др.) и «открытой» технической
документацией на бумаге или на сайтах интернета. Достоинства и недостатки
данных способов публикации информации мы уже обсуждали в [1]. Первый способ
(закрытые программы на дисках) назвать публикацией можно с большой натяжкой.
После запуска программы, размещенной на диске или скачанной из Интернета,
пользователю, как правило, дается возможность только ввести исходные данные и
получить итоговый ответ: никаких промежуточных ответов, а тем более формул, по
которым данные ответы получены, не приводятся. Такая «закрытая» информационная
технология неудобна и для компании-производителя ионитов: если разработчик данной
программы уйдет из фирмы, то становится очень трудно, а порой просто невозможно
вносить в программу изменения и дополнения («кошмар» унаследованного
программного обеспечения [2]). Нелишним будет также упомянуть и о том, что
упомянутые программы очень сложны для освоения. Даже опытному специалисту,
хорошо знающему водоподготовку и компьютеры, приходится тратить много сил и
времени (несколько месяцев), чтобы научиться работать с программами типа ROSA, IxCalc и др. После такого «освоения»
специалист часто «подсаживается» на эту программу и не может перейти на другие
более современные расчетные средства. Слабость второй технологии публикации
технической информации в том, что она «мертва» – по ней нельзя сразу
посчитать, введя нужные исходные данные.
В Московском энергетическом институте (www.mpei.ru) и на фирме Триеру (www.trie.ru) разработана технологию публикаций технической информации с возможностью непосредственных расчетов по ней.
Рис. 1. Информация
об ионообменной смоле в Интернете
На рис. 1 показан фрагмент технологического бюллетеня ионообменной смолы Амберджет 1200 Na, выпускаемой фирмой Rohm and Haas[1], открытый в интернете в виде pdf-файла, который можно читать и распечатывать, но по которому невозможно считать. Этот файл можно найти и сайте фирмы-разработчика смолы или на расчетном сайте кафедры ТВТ МЭИ (см. рис. 2), щелкнув по ссылке «описание смолы». Правее этой ссылки есть еще одна ссылка «on-line расчеты и функции», щелкнув по которой можно перейти на страницу сайта, показанную на рис. 3, где пользователю предоставляется возможность автоматического счета по таким важным технологическим параметрам смолы как значение проскока удаляемого иона и рабочей обменной емкости.
Рис. 2. Расчетный
сайт МЭИ-Триеру
Рис. 3. Сайт
с ссылками по расчетам
На рис. 4 показан интерактивный открытый сетевой расчет параметров ионита, описание которых предоставлено в технологическом бюллетене (см. рис. 1): по табличным точкам проведена соответствующая интерполяция и дан ответ по введенным данным. Если же потребитель данных информационных услуг (проектировщик водоподготовительного оборудования или эксплуатационный персонал) захочет иметь не только одиночный расчет (см. рис. 4), но и соответствующую функцию (расчетную процедуру), которую можно будет вставить в большой расчетный проект, то у такого пользователя есть возможность скачать нужные программные фрагменты и вставлять их в свой расчет. В настоящее время самыми популярными средствами для инженерных расчетов считаются математический пакет Mathcad и электронные таблицы Excel[2].
Рис. 4. On-line
расчет свойства ионита
Рис. 5. Mathcad-функция по свойствам
ионита
На рис. 5 показана Mathcad-функция,
а на рис. 6 – аналогичная Excel-процедура, скачанная с сайта, отображенного на рис. 3.
Расчет, выполненный в среде Mathcad
(рис. 5), выгодно отличается от расчета, выполненного в среде Excel (рис. 6), тем, что Mathcad-расчет «виден как на
ладони», поэтому его можно легко модернизировать, развивать, строить на его
основе другие. Кроме того, в Mathcad-функции
используются единицы измерения, что существенно снижает риск возникновения
ошибок. Данные, полученные при использовании Mathcad (рис.
4 и 5) и при использовании Excel
(рис.
6), несколько отличаются. Это вызвано тем, что в Mathcad-расчете использовалась
интерполяция табличных точек (линейная – рис. 4 или сплайнами –
рис. 5), а в Excel-расчете –
аппроксимация полиномом третьей степени. Этим расхождением можно пренебречь,
вспомнив, что в практических расчетах полученные величины, как правило,
изменяют на 10-20% (так называемый инженерный запас «прочности»). Кроме того,
следует помнить, что технологические показатели ионита (обменная емкость,
величина проскока и др.) зависят от большего числа исходных параметров –
не только от условий регенерации и качества поступающей в фильтр воды. На
величину обменной емкости влияет также и геометрия фильтра, число проведенных
регенераций, наличие в воде «отравляющих» фильтрующий материал примесей и т.д..
Так что «ловить блох» в расчетах, показанных на рис. 4, 5 и 6, не имеет особого
смысла.
Рис. 6. Excel-расчет по свойствам ионита
В настоящее время МЭИ и фирма Триеру координирует свою работу по информационно-расчетному обеспечению энергетической отрасли [3] с американской фирмой Кновел (www.knovel.com). Эта фирма публикует на своем сайте справочники и монографии, помогающие научно-техническим работникам и инженерам решать свои повседневные и перспективные задачи. Подписчиками информационных услуг фирмы Kновел являются многие ведущие университеты[3] и фирмы, включая фирму Dow. На рис. 7 показано, как по запросу пользователя на сайте фирмы Кновел выведена информация по монографиям и справочникам в области водоподготовки (water treatment – найдено 1020 источников, где эти слова встречаются либо в названии книги, либо в ее содержании). Эта информация дополняется соответствующей расчетной составляющей, описанной в данной статье.
Рис. 7. Сайт
фирмы Knovel
Кстати,
из последней версии Mathcad –
Mathcad
15 можно через команду меню Tools
(Инструменты) / Knovel
непосредственно
выйти на сайт фирмы Кновел. Это является следствием стратегического партнерства
фирмы PTC
(www.ptc.com – владелец Mathcad) и фирмы Кновел. Но с
сожалением приходится констатировать, что фирмы-разработчики математических
пакетов и инженерных калькуляторов не очень заинтересованы в развитии oт-line вычислений
через расчетные сервера Интернета без необходимости установки на компьютере
соответствующих расчетных программ, как это показано, например, на рис. 4. Фирмам-разработчикам выгодно,
чтобы пользователи покупали их довольно дорогие расчетные программы даже в тех
случаях, когда необходимо выполнить разовый несложный расчет по готовой
скачанной из Интернета программе (см. рис. 5 и 6). И эта выгода
фирм-разработчиков часто идет вразрез с мировой IT-тенденцией. Но пока расчетный
сервер МЭИ работает и снабжает пользователя расчетами в области энергетики.
Литература:
1.
Очков В.Ф., Чудова Ю.В., Знаменский В.Е.
«Живые» диаграммы по свойствам ионитов // Водоочистка. Водоподготовка.
Водоснабжение, № 5(29), 2010 г., С. 26-29
2.
Очков В.Ф., Яньков Г.Г. Комплекс
«справочник + сайт интернета» и проблема передачи знаний // Труды Академэнерго, №
1, 2009
3. Очков В.Ф. Создание «Электронной энциклопедии энергетики» – информационный вклад в производственные и учебные процессы // Теплоэнергетика, № 7, 2007 г.