Sürekli karıştırmalı polimerizasyon reaktörüne çok girdili/çok çıktılı modele dayalı kontrol algoritmasının uygulanması
Application of multi input/multi output model based control algorithm to continuous stirred polymerization reactor
- Tez No: 170011
- Danışmanlar: DOÇ.DR. GÜLAY ÖZKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Continuous stirred tank reactor, Relative gain array, Decoupling, Generic model control
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
ÖZET Yüksek Lisans Tezi SÜREKLİ, KARIŞTIRMALI POLİMERİZASYON REAKTÖRÜNE ÇOK GİRDİLİ/ ÇOK ÇIKTILI MODELE DAYALI KONTROL ALGORİTMASININ UYGULANMASI İlkay ÇALIŞKAN Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr Gülay ÖZKAN Yapılan çalışmada stirenin serbest radikalik çözelti polimerizasyonu, soğutma ceketli sürekli, karıştırmalı tank reaktör (CSTR) de dinamiği ve kontrolü deneysel ve teorik olarak iki kısımda incelenmiştir. Teorik çalışmalarda sürekli, karıştırmalı tank reaktörün matematiksel modellemesi yapılmış ve sistemin yatışkın hal işletim koşullan MATLAB ortamında belirlenmiştir. Buna göre yatışkın halde Reaktör sıcaklığı (Tr) = 327.9038 K, Ceket sıcaklığı (Tc) = 317.4907 K, Benzoil peroksit derişimi (CI) = 0.01mol/l, stiren derişimi (CM) = 2.3188 mol /l olarak bulunmuştur. Sistemin dinamik davranışını gözlemek amacıyla girdi değişkenlerine basamak etki verilerek çıktı değişkenlerindeki değişim gözlenmiştir. Daha sonra sıcaklık ve dönüşüm kontrolü için en uygun ayar değişkenleri, bağıl kazanç oranı metoduyla (RGA) belirlenmiştir. RGA sonuçlarına göre Tr (Reaktör Sıcaklığı ) için en uygun ayar değişkeni Tf (Besleme sıcaklığı ); CM (Monomer derişimi) için en uygun ayar değişkeni QM (Monomer akış hızı ) olarak bulunmuştur. Çok girdili/çok çıktılı sistemlerin kontrolünde önemli yeri olan ayırma kontrol yöntemi polimer reaktörüne uygulanmış, döngü etkileşimlerini en aza indirecek denkleyici ( kompansötör) tasarlanmıştır. Sistemin monomer derişimi ve sıcaklığının değişik set noktalan altında kontrolü; bu denkleyici ile PID kontrol algoritması kullanılarak yapılmıştır. İkinci bir kontrol algoritması Dinamik matris kontrol MATAB ortamında polimer reaktörünün monomer derişimini kontrol etmek için denenmiştir. Son olarak modele dayalı kontrol algoritmalarından olan jenerik model kontrol algoritması denenmiştir. Her üç kontrol algoritmasıda başarıyla polimer reaktörüne uygulanmıştır. Deneysel çalışmalar iki kısma ayrılmış olup birinci kısımda sistemin dinamik davranışı incelenmiştir. İkinci kısımda ise reaktör sıcaklığı ve dönüşüm kontrolünün gerçekleştiği deneyler bulunmaktadır. Kontrol deneylerinde modele dayalı kontrol tekniklerinden biri olan Jenerik model kontrol edicisi (GMC ) ve PID kontrol edicisi kullanılmıştır. Deneylerde iyi kontrolün sağlanması seçtiğimiz ayar değişkenlerinin doğruluğunu da kanıtlamıştır. 2005, 69 sayfa ANAHTAR KELİMELER: Sürekli, kanştırmah polimer reaktör, bağıl kazanç oranı (RGA), Ayırma (Decoupling) Kontrol, Jeneric Model Kontrol
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Master Thesis APPLICATION OF MULTI INPUT/MULTI OUTPUT MODEL BASED CONTROL ALGORITHM TO CONTINUOUS STIRRED POLYMERIZATION REACTOR İlkay ÇALIŞKAN Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor. Assoc. Prof. Gülay ÖZKAN In the present work, the dynamics and the control of the free radical solution polimerization of styrene in a cooling jacketed batch reactor were investigated experimentally and theoretically. In the theoretical works, mathematical model of continuous stirred tank reactors was determined, and by using this mathematical model steady state values were determined in matlab program. And so at steady state, reactor temperature (Tr) = 327.9038 K, jacket temperature (Tc) =3 17.4907K, BPO concentration (CI) = 0.01mol/l, styrene concentration (CM) = 2.3 1 88 mol/1 were found. To observe dynamic behavior of reactors, by giving step effect input variables, changing of output variables were observed. And then best suitable manipulated variables for temperature control and conversation control were found by relative gain array (RGA) method. According to RGA method, best manipulated variables for reactor temperature is feed temperature, best manipulated variables for monomer concentration is monomer flow rate. Decoupling control, that important for MIMO systems (multiple input multiple output), were applied continuous stirred tank reactor, and compensatory projected to minimize loop interactions. In the simplified decoupled system, monomer concentration control and temperature control for different set point observed with this compensatory by PID controller. Secand control algorithm which is dynamic matrix control is applied to control monomer concentration of polymer reactor using MATLAB softwear. Finally, we applied jenerik model control which is model based control to reactors temperature. Three control algorithm are applied successfully polymer reactor. Experimental works were carried out in two parts. In the first works dynamic behavior of system were determined. Second works includes reactor temperature control and conversation control. In the experimental works generic model controller (GMC) for temperature and PID controller for conversation were used. Experimental works obtained well control, this proved manipulated variables which we choose are true. 2005, 69 Pages
Benzer Tezler
- Monodispers poli (akrilamid) jel mikrokürelere a-kemotripsin immobilizasyonu ve immobilize enzim sistemin kesikli ve sürekli sistem performansı
Başlık çevirisi yok
ALPTEKİN ÖZKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. S. ALİ TUNCEL
- Sıcaklığa duyarlı hidrojel matrislere a-kemotripsin immobilizasyonu ve reaktör koşullarının immobilize sistem performansına etkisi
Immobilization of a-chymotrypsin within thermoresponsive hydrogel matrices and the effect of reactor conditions on the performance of immobilized enzyme
METE BAYHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. S. ALİ TUNCEL
- Kinetic investigations in homopolymerization and copolymerization reactions in aqueous media
Sulu ortamda gerçekleştirilen homopolimerizasyon ve kopolimerizasyon reaksiyonlarında kinetik incelemeler
AHMET PARIL
Doktora
İngilizce
2008
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HUCESTE GİZ
- New approaches for the preparation of polymer/clay nanocomposites
Polimer/kil nanokompozitlerin hazırlanmasında yeni yöntemler
MUHAMMED AYDIN
- Synthesis and applications of recoverable solid supported ligand for ATRP
ATRP için geri kazanılabilir katı ligand sentezi ve uygulamaları
EREN ELİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN HAYRİ ACAR