Ideal olmayan ve izotermal olmayan reaktörlerin matlab ile perfomans simulasyonu
Идеалдуу эмес жана изотермал эмес реакторлордун иштөөсүнүн матлабды колдонуу менен симуляциясы
- Tez No: 615143
- Danışmanlar: PROF. DR. SELAHATTİN GÜLTEKİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Simülasyon, adiyabatik reaktörler, sülfür dioksit, dolgulu yatak reaktörü, basınç düşüşü, ideal olmayan reaktörler, eksenel karışım, Ergun denklemi
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kırgızistan-Türkiye Manas Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, izotermal olmayan ve ideal olmayan reaktörlerinin performans simülasyonu yapılmıştır. Bütün çalışmalar MATLAB programlama dili ile yapılmıştır ve differansiyel denklemler Runga-Kutta sayısal yöntemini kullanılarak eşanlı çözülmüştür. Örnek olarak, ekzotermik, tersinir ve gaz fazı reaksiyonu olan SO2'nin SO3'ye yükselme reaksiyonu alınmıştır. Bu reaksiyon, adyabatik çalışan ara soğutma sistemli iki borusal reaktörde oluşmaktadır. Simülasyon sonuçlarına göre: Sıcaklık reaktör boyunca artar. Reaksiyon hızı önce yükselir ve sonra azalır. Reaktör boyunca basıncın düşmesi olur. Basınç düşüşü dönüşümü ters etkiler. Baştaki toplam basıncın artması, reaktördeki dönüşümü arttırır. Giriş sıcaklığının optimum tutulması çok önemlidir. Düşük tutulursa reaksiyon yavaş olur ve aynı dönüşüm için daha çok katalizör gerekir. Yüksek tutulursa, reaksiyon hızlı olur ama birinci reaktörde Le Chatelier kanununa göre az dönüşüme ulaşılır. Katalizörler için optimum çalışma sıcaklıkları da hesaba katılmalı. Daha çok molar akış için daha çok katalizör gerektir. Reaktör çapını küçültürsek basınç düşüşü artar ve dolaysıyla daha az dönüşüm olur. Daha küçük katalizör çapı basınç düşüşünü arttırır ve dönüşümü azaltır. Başlangıç inert maddesinin mol miktarını azaltmak dönüşümü yükseltir. Birinci reaktörden çıkan akışı ikinci reaktöre vermeden önce birinci reaktöre verilmekte olan akış ile karıştırırsak, ikinci reaktörde daha yüksek dönüşüme ulaştırır. Gerçek reaktördeki dönüşüm her zaman ideal reaktördeki dönüşümden az olur. Borusal reaktörlerdeki eksenel karışım perfomansa ters etki eder. Reaksiyon mertebesi ne kadar yüksek olursa eksenel karışımın etkisi o kadar çok olur.
Özet (Çeviri)
Бул жумушта, изотермал эмес жана идеалдуу эмес реакторлордун иштөөсүнүн симуляциясы жасалды. Бүтүн эсептөөлөр МАТЛАБ программалоо тили аркылуу ишке ашырылды. Айрыкса жалпы энергетикалык баланс, жалмы молдук баланс жана Ергун теңдемеси сыяктуу дифференциалдык теңдемелер, МАТЛАБда сандык эсептөө болгон Рунга-Кутта аркылуу бир учурда эсептелинди. Мисал катары SO2 нин SO3 кө өткөн окситтешүү реакциясы алынды. Керек болгон теңдемелер жана чоңдуктар ар түрдүү булактардан алынды жана аларга шилтемелер жасалды. Симуляция акырында, төмөнкүлөр жыйытык катары алынды. Реакция экзотермикалык болгондуктан температура реактор боюнча жогорулайт. Реакция ылдамдыгы башында жогору болот жана кийин азаят. Реактор боюнча басымдын азайуусу болот. Басымдын азайышы реактордогу конверцияга (реацияга) терс таасирин тийгизет. Баштапкы басымды арттыруу, конверцияны жогорулатат. Оптималдуу кирүү температурасын кармоо өтө маанилүү. Эгерде өтө жогору кармасак, реакция тез болот бирок биринчи реактордо Le Chatelier мыйзымына көрө аз конверцияга гана жетише алабыз. Эгер өтө төмөн кармасак, реакция акырын жүрөт жана ошол эле конверция үчүн көбүрөөк катализатор керектелет. Катализаторлор үчүн оптималдуу болгон иштөө температураларына да маани берүү керек. Көбүрөөк молдук агым үчүн көбүрөөк катализатор керектелинет. Реактор диаметрини кичирейтүү, басымдын азайуусун жогорулатат жана конверцияны азайтат. Катализатордун диаметрин азайтуу да басымдын азайуусуна себеп болот жана конверцияны азайтат. Баштапкы инерттик заттын молдук көлөмүн азайтуу, конверцияны жогорулатат. Биринчи реактордон чыккан агымды экинчи реакторго берүүдөн мурда биринчи реакторго берилип жаткан агым менен аралаштырып берүү, экинчи реактордогу конверцияны жогорулатат. Идеал абалдагы жасалган эсептөөлөр эч качан реактордун чыныгы иштөөсүн толугу менен көрсөтө албайт. Чыныгы реактордогу конверция, идеалдуу абалдагы конверциядан ар дайым аз. Бору типтеги ix реакторлордогу октук аралашуу (диффузия) реактордун иштөөсүнө тер таасирин тийгизип конверцияны азайтат. Реакциянын даражасы канчалык жогору болсо октук аралашуу ошончолук көп болот. Ачкыч сөздөр: Симуляция, адиабаттык реакторлор, күкүрт диоксиди, толтурулган текчелүү реактор, басымдын азайуусу, идеалдуу эмес реакторлор, октук аралашуу, Ергун (Ergun) теңдемеси.
Benzer Tezler
- Sürekli boru reaktörde ekzotermik gaz reaksiyonlarında soğutmanın dönüşüme etkisi
The Effect of cooling on the coversion at exotermic gas reactions in a steady tubulur reactor
ALİ BOLATTÜRK
Doktora
Türkçe
1997
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. Z. KAZIM TELLİ
- Sürekli boru reaktörde homojen izoterm gaz reaksiyonları örneğinde mol sayısı artışının basınç kaybı ve kimyasal dönüşüme etkilerinin teorik incelenmesi
A Theoretical investigation on the effects of mole number increase to the pressure drop and chemical convertion in the homogeneous isotherm gas reactions inside a steady tubular reactor
ALİ BOLATTÜRK
- Ilık derin çekme prosesi için şekillendirme sıcaklıklarının belirlenmesi ve karakterizasyonu
Determination and characterization of forming temperatures for warm deep drawing process
MUHAMMET HÜSEYİN ÇETİN
Doktora
Türkçe
2015
Mühendislik BilimleriKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EROL ARCAKLIOĞLU
- Üç boyutlu faz hologram uygulamaları için foto-termo-refraktif camların geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of photo-thermo-refractive glasses for three dimensional phase hologram applications
ORHAN KIBRISLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ ERÇİN ERSUNDU
- Doğrusal Stirling Kriyojenik Soğutucunun Tasarımı ve Optimizasyonu
Linear Stirling Cryocooler Design and Optimization
SUNA GÜÇYILMAZ ÇETİN
Doktora
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET HANİFİ ERTAŞ