Применение нейронных сетей при создании аппаратурных схем мембранных установок

Рассматривается схема и принцип работы мембранного аппарата, характеризующегося отделением поляризационного слоя. Аппараты этого типа, помимо удаления пермеата, производят раздельный вывод концентрированного поляризационного слоя, образующегося на мембране и ядра потока, имеющего меньшую концентрацию, из центральной части аппарата. Анализ аппаратурной схемы установки с параллельным расположением подобных аппаратов показывает ее недостаточную эффективность и низкую производительность. Основной целью проектирования новых установок является интенсификация процесса разделения низкомолекулярных и высокомолекулярных компонентов смеси. Для этого целесообразно не смешивать потоки, имеющие различную концентрацию. С целью определения оптимальной конфигурации мембранной установки для выполнения вышеизложенных условий была использована математическая модель, разработанная на основе искусственных нейронных сетей. Нейронные сети были разработаны в интерактивной среде разработки Google Colaboratory на языке программирования Python во фреймворке PyTorch. В результате этого были смоделированы две сети, одна из которых предсказывала содержание сухих веществ в концентрате, а другая содержание сухих веществ в обедненном потоке. Для подтверждения результатов разработанной математической модели была предложена программа расчета концентраций получаемых компонентов с использованием материального баланса. Результаты, полученные на основе модели, применены при создании аппаратурной схемы установки. Предлагается алгоритм, блок-схема и программа расчета продолжительности работы мембранной установки и количества мембранных аппаратов, необходимых для получения требуемой концентрации конечного продукта. На программу расчета получено свидетельство о государственной регистрации программы на ЭВМ. Описан интерфейс программы.