Geri Dön

Elektrikli ısıl işlem fırınlarının modellenmesi ve sıcaklık kontrolü

Modelling and temperature control of electrical heat treatment furnaces

  1. Tez No: 244549
  2. Yazar: ONUR ARIKAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. YÜCEL ERCAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Elektrikli Isıl İşlem Fırınları, Sıcaklık kontrolü, Aç-kapa kontrol, PID kontrol, Optimal kontrol, Düşük mertebeli gözlemleyici, Electrical heat treatment furnaces, Temperature control, On-off control, PID control, Optimum control, Reduced order observer
  7. Yıl: 2009
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
  12. Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 260

Özet

Bu tez, elektrikli ısıl işlem fırınlarına farklı kontrol stratejilerinin uygulamalarını hedef almaktadır. Öncelikle, elektrikli bir ısıl işlem fırınının ısıl davranışını tanımlayan bir dinamik model geliştirilmiş ve fırının durum denklemleri standart matris formunda elde edilmiştir. Daha sonra sayısal hesaplamalarda kullanılan sistem parametreleri belirlenmiştir. Yalıtımın etkisini incelemek için fırının yalıtım duvar katmanının yapısı üç farklı şekilde tasarlanmıştır. Belirlenme zorluklarından dolayı, fırının iç refrakter katmanı ve ısıl işlem gören malzeme arasındaki konveksiyon/radyasyon direncinin üç farklı değeri seçilmiştir. Hesaplamalar işlem gören malzemenin iki farklı kütle değeri için yürütülmüştür. Aç-kapa, PID, optimum ve düşük mertebeden durum gözlemleyicileriyle optimum kontrol yöntemlerinin uygulanması için algoritmalar geliştirilmiştir. Fırında işlem gören malzemeyi ortam sıcaklığından belli bir referans sıcaklığına getirmek için her bir kontrol yöntemi uygulanarak sayısal simulasyonlar yapılmıştır. Sonuçlar kontrol doğruluğunu ve geçici cevap özelliklerini özetleyen performans kartlarıyla sunulmuştur. Sistem çıkışının ve diğer önemli sistem değişkenlerinin zaman cevapları grafikler halinde verilmiştir. Simulasyonlardan elde edilen performans kartları ve grafikler düşük mertebeden durum gözlemleyicisi kullanılarak yapılan optimum kontrolün, tüm durum değişkenlerinin geribeslendiği optimum kontrol kadar iyi olduğunu; diğer önerilen kontrol yöntemlerinden çok daha iyi kontrol doğruluğu, göreli kararlılık ve cevap hızı sağladığını göstermiştir.

Özet (Çeviri)

This thesis addresses different kinds of control strategy applications for electrical heat treatment furnaces. First, a dynamic model of an electrical heat treatment furnace has been developed to describe its termal behavior, and the state equations have been obtained in the standard matrix form. Then, system parameters of the furnaces used in the numerical calculations have been determined. Three different values of thickness of the insulation layer have been considered to investigate the effect of insulation on the system behavior. Since determination of the equivalent thermal resistance between the inner furnace wall and the processed material is difficult, three different values of it have been used. The calculations were carried out for two different mass values of the processed material. Algorithms have been developed to perform on-off, PID, optimum, and reduced-order state observer based optimal control methods. Numerical simulations have been carried out to bring temperature of the processed material from the environment temperature to a final reference temperature by using each of the control methods. Results have been presented by performance charts which summarize the control accuracy and the transient response features. Time response of the system output and other relevant variables have been presented in graphical form. Performance charts and graphics obtained from simulations have shown that the reduced-order state observer based optimal control is as good as the optimal control in which all the state variables are employed, and provides much better control accuracy, relative stability and speed of response compared to the other proposed control methods.

Benzer Tezler

  1. Yağlı tip elektrik dağıtım transformatörlerinin kurutulması için geçişli fırın modellemesi ve analizi

    Başlık çevirisi yok

    MURAT GÜNCAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    EnerjiGebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ERCÜMENT ÖZER

  2. Cebri hava sirkülasyonlu, döner tablalı ekmek fırınlarının asıl hesapları ve ekonomik işletmesi

    Başlık çevirisi yok

    OSMAN NURİ ÖLMEZTOPRAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1996

    Makine MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Y.DOÇ.DR. NECDET ALTUNTOP

  3. İndüksiyon fırınlarında sertleştirme parametrelerinin belirlenmesi ve indüksiyon proses kontrolü için metot geliştirilmesi

    Determination of hardening parameters in induction ovens and development of method for induction process control

    YUSUF ALAYBEYOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Metalurji MühendisliğiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SİNEM ÇEVİK

  4. Kompozit malzeme üretiminde kullanılan paralel fırınların çizelgelenmesi için bir optimizasyon modeli ve sezgisel çözüm yaklaşımı geliştirilmesi

    Development of a optimization model and solution approach for scheduling parallel machines used in production of composite material

    GÖKSU ŞENTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KADİR ERTOĞRAL

  5. Dy2O3, Eu2O3, Sm2O3 katkılanmış Beta-Bi2O3 tipi katı elektrolitlerin sentezlenmesi, karakterizasyonları ve katıhal oksijen iyonik iletkenliklerinin araştırılması.

    Dy2O3, Eu2O3, Sm2O3 katkılanmış Beta-Bi2O3 tipi katı elektrolitlerin sentezlenmesi, karakterizasyonları ve katıhal oksijen iyonik iletkenliklerinin araştırılması.

    SERDAR YILMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Fizik Bölümü

    PROF. DR. İBRAHİM BELENLİ