Dynamic modelling studies on continuous stirred tank polymerization reactor for control purposes
Devamlı karıştırmalı polimer reaktöründe proses kontrol amaçlı dinamik modelleme çalışması
- Tez No: 116119
- Danışmanlar: PROF. DR. BİLGİN KISAKÜREK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Continuous Stirred Tank Reactor, Process Dynamic, Polymerization Control IV
- Yıl: 2001
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 170
Özet
Öz DEVAMLI KARIŞTIRMAM POLIMER REAKTÖRÜNDE PROSES KONTROL AMAÇLI DİNAMİK MODELLEME ÇALIŞMASI Bozacı, Tamer Yüksek Lisans Tezi, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Bilgin KISAKÜREK Eylül 2001, 149 Sayfa Son on yılda devamlı karıştırman polimer reaktörleri üzerinde yapılan araştırmalar, bilgisayar kontrolünün polimerizasyon sistemleri performansında önemli artışlar sağlayabileceğini kanıtlamıştır. Bilgisayar destekli optimizasyon uygulamaları, çok değişkenli ve sistem dinamiğine göre davranabilen kontrol sistemleri proseslerde gelişmelere ve enerji kazanımlarına sebep olabilmektedirler. Bu çalışmada ilk olarak, devamlı karıştırmalı polimer reaktöründe yatışkın halde meydana gelebilecek bozukluklar tayin edilmeye çalışılmıştır, ikinci aşamada proses üzerinde dinamik analizler yapılmış, sistem tanımlanmaya çalışılmıştır. Son olarak, prosesin tanımlanması ve kontrolü için dinamik modelleme ve kontrol teknikleri uygulanmıştır. Yükseklik/çap oranı 2.52 olan fabrika ölçülerindeki test reaktöründe yapılan test çalışmalarından kazanılan veriler, prosesinin dinamik tepkisini incelemek için kullanılmıştır. Operasyon koşullarında yapılan kademeli değişikliklerin reaktör performansı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Polimer özelliğinde ve enerji kazanımında önemli rol oynayan polimer spesifik viskositesi ve monomer konversiyonunun geçici tepkilerini tayin etmek için oksitleyici konsantrasyonunda (monomer miktarına göre) ve su/monomer oranında kademeli değişiklikler yapılmıştır. Deneyler sonucu elde edilen verilerden; reaktör besleme oranlarındaki periyodik değişikliklerden kaynaklanan yüksek derecedeki bozuklukların polimer kalitesinietkiliyen en önemli faktörlerden biri olduğu tespit edilmiştir. Oksitleyici konsantrasyonunda yapılan kademeli değişikliklerde, polimer viskositesinin monomer konversiyonuna göre daha hızlı tepki verdiği; su/monomer oranında yapılan kademeli değişikliklerde ise konversiyondaki tepkinin daha hızlı olduğu kaydedilmiştir. Viskositenin yatışkın hale gelmesi konversiyona göre daha uzun zaman almaktadır. Sistemdeki değişkenler arasındaki ilişkiyi tanımlamak amacıyla deneysel veriler ve transfer fonksiyonları yardımıyla deneysel modeller geliştirildi. Sistemin karşılıklı etkileşen bir yapı gösterdiği ve çizgisel olduğu bulundu. Bu yüzden çok değişkenli ve sistemin dinamiğine göre davranabilen kontrol yöntemlerinin kullanılması zorunluğu ortaya çıkarıldı. Geliştirilen modelin digital control sistemlerinin dizaynında ve geliştirilmesinde kullanılabileceği bulundu. Anahtar Kelimeler : Devamlı Karıştırmalı Reaktör, Proses Dinamiği, Polimerizasyon Kontrolü vi
Özet (Çeviri)
ABSTRACT DYNAMIC MODELLING STUDIES ON CONTINUOUS STIRRED TANK POLYMERIZATION REACTOR FOR CONTROL PURPOSES Bozacı, Tamer M.S., Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Bilgin Kısakürek September 2001, 149 pages Since 1990' s, it has been shown that multivariable and adaptive controls can significantly improve the performance of the polymerization processes, which results in marked process improvements and energy savings. The objective of this study is to investigate disturbances associated with steady- state operation. Then, dynamic analysis of process in continuous stirred tank reactor has been evaluated. Finally, the dynamic modelling and computer control techniques for identification and control of reactor have been applied. Extensive test runs were performed in plant size reactor with 2.52 length/diameter ratio to study the dynamic response of process. Step changes in oxidizer concentration and water/monomer ratio were used to determine the transient response of polymer specific viscosity and monomer conversion. Highest amplitude disturbances, caused by the periodic changes in feed rates have been considered to be one of the most important disturbances. The response of viscosity is fast while there is a large time delay in the responses of conversion for step changes in oxidizer concentration. If the water/monomer ratio is changed, the observations are opposite. It takes longer time to reach steady state for viscosity than conversion. The empirical models were developed in terms of transfer functions to express the interactions between forcing functions and response variables. The control system IIIis shown to be linear, interacting and it requires an adaptive, multivariable control scheme for stability. Developed models can be used to study the effects of any disturbances and should be used in the investigation of digital control schemes for polymerization process.
Benzer Tezler
- Akarsularda su kalitesi belirleme ve modelleme
Identification and modelling of water quality in river streams
MEHMET ALİ ÇOŞKUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Kimya Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADIGÜZEL MEHMET YÜCEER
- Havasız arıtmanın fizikokimyasal dengelerle modellenmesi
The Modelling of anaerobic digesters with physico-chemical equilibria
GÜLER DARTAN (DEMİR)
- Dynamic simulation and control of an immobilized cell reactor system: CSTR
Başlık çevirisi yok
MEHMET SELÇUK SİNANGİL
- Dynamic optimization of batch and semi-batch chemical processes
Kesikli ve yarı kesikli kimyasal proseslerin dinamik optimizasyonu
RANA GÜLİZAR ÖZVERİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya MühendisliğiMarmara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KURTUL KÜÇÜKADA
- Type-2 fuzzy model inversion methods and fuzzy model based controller design
Tip-2 bulanik modellerin tersinin alinmasi ve bulanik model tabanli kontrolör tasarimi
TUFAN KUMBASAR
Doktora
İngilizce
2012
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM EKSİN