Çok bileşenli bir karışımın damıtıldığı laboratuar-ölçekli dolgulu damıtma kolononun kısıtlanmış model öngörmeli kontrolü
Constrained model predictive control of a laboratory-scale packed distillation column with a multicomponent mixture
- Tez No: 197524
- Danışmanlar: DOÇ.DR. SÜLEYMAN KARACAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Laboratuvar ölçekli dolgulu damıtma kolonu, Model öngörmelikontrol, RGA analizii, Laboratory scale packed distillation column, Model Predictive Control, RGA analysisii
- Yıl: 2006
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
ÖZETYüksek Lisans TeziÇOK BİLEŞENLİ BİR KARIŞIMIN DAMITILDIĞI LABORATUVAR-ÖLÇEKLİDOLGULU DAMITMA KOLONUNUN KISITLANMIŞ MODEL ÖNGÖRMELİKONTROLÜSaniye AYAnkara ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüKimya Mühendisliği Anabilim DalıDanışman: Doç. Dr. Süleyman KARACANSürekli çalışan laboratuvar ölçekli bir dolgulu damıtma kolonunda çok bileşenli alkolkarışımının ayırımı yapılmıştır. Yapılan çalışma prosesin dinamik davranışı ve üst ürünsıcaklığının teorik ve deneysel kontrolü üzerinedir. Üst ürün sıcaklığının kontrolü içinkısıtlamalı model öngörmeli kontrol (CMPC) ve PID uygulanmıştır. Besleme çözeltisiolarak etil alkol üretim tesisinden elde edilen metanol- etanol- n-butanol-isoamil alkol-anisol ( metil-fenil eter) beşli karışımı kullanılmıştır. Kontrol tasarımı yapmak amacı ileprosesin giriş değişkeni olarak geri akma oranı ve çıkış değişkeni olarak ise üst ürünsıcaklığı seçilmiştir. Geri akma oranına basamak etkileri verilerek üst ürün sıcaklığınınzamanla değişimi elde edilmiştir. Bu verilerden yararlanılarak istatistiksel regrasyonyöntemi ile prosesin birinci mertebeden ölü zamanlı iletim fonksiyonu bulunmuştur. Builetim fonksiyonu kullanılarak MATLAB ortamında basamak yanıtım modeli eldeedilmiştir. Kısıtlamalı model öngörmeli kontrol tasarımında basamak yanıtım modelikullanılmıştır. Prosesin üst ürün sıcaklığının CMPC kontrolü için MPC Toolbox'ındanyararlanılmıştır. Ayrıca PID kontrolü de MATLAB Simulink ortamında oluşturulanblok diyagramı ile yapılmıştır. Deneysel kontrol çalışmaları, 2 L kazan hacmi ve 1 mlik dolgu boyu olan laboratuvar ölçekli bir kolonda üst ürün sıcaklığının kontrolü içingerçekleştirilmiştir. Bu amaçla kolonun giriş değişkenlerine çeşitli kademe etkileri vekontrol edilen değişkenin set noktasına pulse etkileri verilerek kontrol sonuçları eldeedilmiştir. Deneysel CMPC performansının geleneksel PID'ye göre daha iyi sonuçverdiği görülmüştür. Ayrıca kolonda değişkenlerin birbiri ile etkileşimlerini görmek içinsistemin RGA analizi iki girdi - iki çıktı değişkeni için yapılmıştır.2006, 81 sayfa
Özet (Çeviri)
ABSTRACTMaster ThesisCONSTRAINED MODEL PREDICTIVE CONTROL OF A LABORATORY -SCALE PACKED DISTILLATION COLUMN WITH A MULTICOMPONENTMIXTURESaniye AYAnkara UniversityGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of Chemical EngineeringSupervisor: Assoc.Prof. Dr. Süleyman KARACANSeparation of multi-component alcohol mixture was conducted in a continuously fedlaboratory scaled distillation column. This study mainly based on the dynamicbehaviour and, theoretical and experimental control of top product temperature.Constrained Model Predictive Control (CMPC) and PID were applied to control of thetop product temperature. Mixture including five components, namely methanol-ethanol-n-buthanol-isoamine alcohol-anisole or in other words methyl-phenyl-ether, wasobtained from ethyl alcohol production plant and was used as feed mixture. Reflux ratioand top product temperature were selected as input and output variables, respectively,for controlling design. A step changes in reflux ratio were applied and the variation oftop product temperature with time was obtained. The transfer function of the first orderprocess with dead time was determined by using obtained data of the top producttemperature. Thus, step response model was obtained from Matlab and this model wasused for design of constrained model predictive control. The MPC Toolbox was takento control of the top product temperature of the system. In addition, PID control wasrealised with the block diagram created in the Matlab Simulink environment..Experimental control studies were performed on a 1 m packing height and 2 L tankvolume laboratory scale column to control of top product temperature. For this purposecontrol results were taken for different step disturbance of the input variables of thesystem and for the pulse effects of the set point of the controlling variable. It wasobserved that the experimental CMPC produced better performance than PID.Furthermore, RGA analysis was conducted for two input- two output variable in orderto get idea on the interaction of column variables with each other.2006, 81 pages
Benzer Tezler
- Çok bileşenli bir alkol karışımının damıtıldığı laboratuvar ölçekte sürekli çalışan bir dolgulu damıtma kolonunun yapay sinir ağları ile çok değişkenli kontrolü
Multivariable control of a laboratory ? scale continous packed distillation column with a multicomponent alcohol mixture using artificial neural networks
FATMA VAROL
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SÜLEYMAN KARACAN
- Çok bileşenli karışımların damıtılması ve damıtmanın dinamik simülasyonu
Dynamic simulation of a distillation column separating a muticomponent mixture
ERDAL KARADURMUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RIDVAN BERBER
- Çok bileşenli distilasyon sistemlerinin optimal dizilişinin sentezi
Synthesis of optimum sequencing of multicomponent distillatron systems
İRFAN AR
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
KimyaGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET BİÇER
- Energy savings for alternative distillation systems
Alternatif destilasyon sistemlerinde enerji tasarrufu
HAYRİYE KARATAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ZEHRA ÖZÇELİK
- Ön-film oluşumlu hava ile parçalamalı atomizere sahip bir model gaz türbini yanma odasında yanmanın büyük burgaç benzeşimi yaklaşımı ile incelenmesi
Investigation of combustion in a model gas tubine burner fueled by pre-filming airblast atomizer using large eddy simulation
ENDER HEPKAYA
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURİ YÜCEL