Geri Dön

Error and uncertainty analysis for performance assessment of the mathematical models of tubular reactors

Tübüler reaktörler için kullanılan modellerin hata ve belirsizlik analizi yapılarak performansının değerlendirilmesi

  1. Tez No: 540685
  2. Yazar: MERVE KOSİF
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. KURTUL KÜÇÜKADA
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Marmara Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 66

Özet

Tübüler reaktörlerin tasarımı, optimizasyonu ve kontrolü sağlıklı matematiksel modeller kullanılarak gerçekleştirilebilir. Matematiksel modeller diferansiyel kütle, enerji ve momentum denklemleri içerir. Bu denklemlerin numerik yöntemlerle sınır koşulları ve başlangıç değeri kullanılarak değişik tasarım parametreleri için eşanlı çözümü ile tübüler reaktörlerin tasarımı, optimizasyonu ve kontrolü sağlanır. Buna ek olarak matematiksel modeller kullanılarak sisteme özgü taşınım parametrelerinin belirlenebilmesi için optimum ölçüm noktaları ve zaman aralıkları bulunabilir. Bu tezin amacı, tübüler reaktörler için kullanılan matematiksel modellerin hata ve belirsizliğini analiz etmek ve sonuçların sistemi uygun bir şekilde temsil etmek için kullanıldığı zaman aralığını araştırmaktır. Model parametrelerinden kaynaklanan hatalar ve belirsizlikler, simülasyon sonuçlarında değişikliklere neden olmaktadır. Bağımlı değişkenlerde veya model parametrelerindeki herhangi bir belirsizlik, tasarım ve optimizasyon için model denkleminin uygun kullanım aralığını sınırlandırır. Yapılan çalışma ile tübüler reaktörde kararlı ve kararlı olmayan hal tek boyutlu kitlesel akış için diferansiyel kütle transferi denklemleri sonlu farklar nümerik yöntemi kullanılarak çözülmüştür. Denklemlerin çözümü ile elde edilen sonuçlar hem veri kaynağı olarak hem de parametrelerin belirlenmesinde hesaplanan hatanın minimize edilmesi için optimum ölçüm noktaları ve zaman aralıkları bulunmasında kullanılmıştır. Çalışmanın sonuçlarına göre Courant sayısına uyumlu olarak boyutsuz ölçüm süresi ve uzunluk aralıkları birbiriyle orantılı olmalı ve 1'den küçük bir orana sahip olmalıdır. (ψ (λ+∆λ))/(ψ (λ)) ≥0.5 değerinin Da sayısını tam olarak tahmin etmek için bir ölçüt olduğu gösterilmiştir. Ek olarak, Co sayısını %20' den az bir hatayla tahmin etmek için ∆θm/∆λm oranının 1'den küçük olması gerektiği gösterilmiştir. Kısaca, Da sayısının değerine bağlı olarak ölçüm süreleri ve aralıkları belirlenmelidir.

Özet (Çeviri)

Design, optimization and control of tubular reactors can be achieved using healthy mathematical models. Mathematical models include differential mass, energy and momentum balance equations. The design, optimization and control of the tubular reactors are provided by simultaneous solution of model equations using numerical methods for different design parameters, boundary conditions and initial values. In addition, mathematical models can be used to determine optimal measurement points and time intervals for system-specific transport parameters. The aim of this thesis is to analyze the error and uncertainty of the mathematical models used for the tubular reactors and investigating the interval at which the results are used to represent the system in a suitable manner. The errors and uncertainties arising from model parameters cause variations in the simulation results. Any uncertainty whether in the dependent variables or in model parameters limits the suitable range of use of the model equation for design and optimization. In this study, differential mass transfer equations are solved using finite difference numerical method for steady state and unsteady state one dimensional material balance equation due to bulk flow in a tubular reactor. The results obtained by the solution of the equations are used both as a data source and to find the optimum measurement points and time intervals for minimizing the error in estimating the model parameters. According to the results of this thesis, in accordance with the Courant number (Co), the dimensionless measurement duration and length ranges should be proportional to each other and have a ratio less than 1. It was shown that (ψ (λ+∆λ))/(ψ (λ)) ≥0.5 is a criterion to estimate the Damköhler number (Da) precisely. In addition, ∆θm/∆λm should be less than 1 in order to estimate Co number with an error less than 20%. Briefly, measurement times and intervals should be determined depending on the value of the Da number.

Benzer Tezler

  1. Aircraft trajectory optimization under wind effect by using optimal control: Environmental impact assessment

    Optimal kontrol ile rüzgar etkisi altında uçak rota optimizasyonu: Havacılığın çevresel etkisinin değerlendirilmesi

    FULİN SEZENOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM OZKOL

  2. İmalat sistemlerinin tasarlanması ve öncelik kurallarının belirlenmesinde yapay sinir ağlarının kullanılması

    Başlık çevirisi yok

    TARIK ÇAKAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYHAN TORAMAN

  3. Uzman sistem teknolojisi ve çizelgeleme uygulaması

    The technology of expert system and applications of scheduling

    TARIK ÇAKAR

  4. Estimation of uncertainty of individual steps in pesticide residue analysis

    Pestisit analiz aşamalarında belirsizliklerin tahminlenmesi

    PERİHAN YOLCI ÖMEROĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARPAD AMBRUS

    PROF. DR. DİLEK BOYACIOĞLU

  5. A probabilistic dynamic security assessment of large power systems using artificial neural networks

    Büyük güç sistemlerinin yapay sinir ağları kullanarak olasılıksal dinamik güvenliğinin değerlendirilmesi

    SEVDA JAFARZADEH

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ