ولعملية تصنيع الطرود البتروكيميائية تأثير حاسم على جودة المنتجات وأدائها. ومع ذلك، فإن عمليات الإنتاج التقليدية غالباً ما تعتمد على الخبرة والممارسة، مما يجعل من الصعب تحقيق الخيار الأمثل لبارامترات العملية. ومع تطور تكنولوجيا الحاسوب، يجري تدريجياً تطبيق تقنيات المحاكاة العددية في الاستخدام الأمثل لعملية تصنيع الطبعات الحجرية. الغرض من هذا البحث هو استكشاف الطرق والتطبيقات لتحقيق الاستخدام الأمثل لعملية إنتاج المطاحن البتروكيميائية القائمة على المحاكاة العددية، وذلك لتوفير التوجيه بشأن الإنتاج الفعلي.
وتقنيات المحاكاة العددية طريقة محاكاة تستند إلى نماذج حاسوبية تحاكي توزيع الحقول الفيزيائية، مثل التشوه ودرجة الحرارة والإجهاد أثناء المعالجة، وبالتالي التنبؤ بنوعية المنتجات وأدائها. يمكن تطبيق تقنيات المحاكاة العددية في عمليات تصنيع المطاحن البتروكيميائية على ما يلي:
التصميم الأمثل للتصميمات: تحسين نوعية وكفاءة تشكيل المواد المطورة من خلال عمليات محاكاة تدفق المواد وملئها، وتحقيق المستوى الأمثل للبنية والحجم.
الاستخدام الأمثل لعملية التسخين: من خلال عمليات التسخين التناظرية للمواد، تحديد درجة الحرارة والوقت المثلى للتسخين، وتجنب التسخين المفرط أو الحرق المفرط للمواد، وضمان الجودة الداخلية للمواد المطورة والأداء الميكانيكي.
الاستفادة المثلى من عمليات الحداثة: تحسين نوعية التشكيل والأداء الميكانيكي للمواد المطاورة من خلال محاكاة عمليات التشويه والتدفق للمواد، وتحديد أفضل سرعة وضغوط الحداثة، وتجنب العيوب في التشقق والتطويع وما إلى ذلك.
الاستخدام الأمثل لعملية التبريد: من خلال عملية التبريد لمحاكاة عملية التبريد في المواد، تحديد أفضل درجات التبريد والوقت، وتجنب الإجهاد المتبقي والتشوُّهات في المواد المطورة، وضمان الدقة والثبات في الأحجام.
وعلى سبيل المثال، استخدمت تقنيات المحاكاة العددية لرفع كفاءة عمليات الإنتاج الخاصة بالمشفّات التي تنتجها إحدى الشركات البترولية. وتتمثل الخطوات التالية:
وضع النماذج الرياضية: بناء على هندسة وخصائص المواد المطورة في الفر، وضع النماذج الرياضية، بما في ذلك بارامترات مثل القالب والمواد وظروف الحدود وما إلى ذلك.
إجراء عمليات المحاكاة العددية: المحاكاة العددية لعمليات التسخين والتفريغ والتبريد الخاصة بالمشفّات باستخدام خلال عناصر محدودة، وتحليل توزيع المواقع الفيزيائية مثل درجة الحرارة والإجهاد والاستجابة.
الاستفادة القصوى من بارامترات العملية: تعديل بارامترات العملية، مثل درجة الحرارة، وسرعة الحداثة والضغط، وسرعة التبريد، والوقت، على أساس نتائج المحاكاة العددية، من أجل تحقيق أفضل قدر من الجودة والأداء الميكانيكي للبرادات الفلزية.
التحقق التجريبي: الإنتاج الفعلي باستخدام البارامترات العملية المثلى، والكشف وتحليل نوعية التشكيل والميكانيكي لحاويات الشفاة، والتحقق من دقة وموثوقية نتائج المحاكاة العددية.
ومن شأن الاستخدام الأمثل لعملية إنتاج المطاحن البتروكيميائية القائمة على المحاكاة العددية أن يحسن نوعية المنتجات وأدائها ويقلل من تكاليف الإنتاج واستهلاك الطاقة. غير أن تقنيات المحاكاة العددية الحالية لا تزال تنطوي على عدد من المشاكل والتحديات في التطبيق العملي، مثل دقة النماذج، والكفاءة الحاسوبية، وتجهيز البيانات، وما إلى ذلك. وفي المستقبل، ومع تطور وتطور تكنولوجيا الحاسوب والمحاكاة العددية، سيتم التوسع في تطبيق وزيادة استخدام عمليات الإنتاج الأمثل لعملية إنتاج المطاحن البتروكيميائية القائمة على المحاكاة العددية، الأمر الذي سيشكل مساهمة هامة في تعزيز التنمية المستدامة للصناعة البتروكيميائية.
