KM 338 DİNAMİK BENZETİME GİRİŞ (3 0 0)

1. KM 338 DİNAMİK BENZETİME GİRİŞ (3 0 0) • İÇERİK • Süreç (proses) dinamiği, denetimi ve benzetimi • Kimya mühendisliği matematiksel modelleri • Model örnekleri • Sayısal bilgisayar benzetimi • Süreç (proses) dinamiği ve benzetimi (zaman bölgesi) • Süreç (proses) denetimi dizgeleri ve donanımı • Süreç(proses) dinamiği (Laplace bölgesi) • Matlab Simulink ortamında benzetim

2. 1.      Giriş (1 hafta) • 2.      Kimya mühendisliği matematiksel modelleri (3 hafta) • 3.      Sayısal bilgisayar benzetimi (2 hafta) • 4.      Zaman bölgesinde süreç dinamiği ve denetimi (2 hafta) • 5.      Süreç denetimi dizgeleri ve donanımı (2 hafta) • 6. Laplace bölgesinde süreç dinamiği ve denetimi (2 hafta) • 7. Matlab Simulink’de benzetim (2 hafta) • Kaynaklar • Franks, R.G.E. 1972. Modeling and Simulation in Chemical Engineering, • Wiley Interscience, New York. • 2. Luyben, W.L.1990. Process Modeling, Simulation and Control for Chemical Engineers, • 2nd ed.,McGraw-Hill, New York. • 3. Bequette, B.W. 1998. Process Dynamics, Modeling, Analysis and Simulation, • Prentice Hall, New Jersey • 4. Thomas E. Marlin, 2000. Designing Procesees and Control Systems for Dynamic • Performance, 2nd Edition, McGraw Hill Book Co, Singapore. • 5.Matlab 9, The MathWorks, Inc., Apple Hill Drive, Natick, MA.,2009 Dönem içi notu: Arasınav: %80; ödevler %20

3. Giriş Proses Mühendisleri bir kimyasal prosesin işletiminden sorumludur. Bu proses büyük ölçekte ve/veya daha kompleks olabilirler, bu durumda proses otomasyonu çok önemli olmaya başlar. Bir prosesi incelerken öncelikle prosesi tanımlamak gerekir. Ayarlabilen girdi değişkenleri Ölçülebilen çıktılar Proses Bozucu etkiler Ölçülemiyen çıktılar Şekilden de görüldüğü gibi girdi-çıktıları belli olan sistemlere proses denir. Otomatik sistemin tasarımı ve uygulaması için sistemin dinamik davranışının bilgisini gerektirir

4. Proses olarak bir sıvı seviye tankını göz önüne alalım: F1 h F2 Girdi değişkenleri: Akış hızlarıdır. Çıktı değişkenleri: En önemli çıktı değişkeni sıvı seviyesidir. Sıvı seviyesinin ölçülebilir olduğunu varsayıyoruz. Kısıtlamalar: Bu sistem için birçok kısıtlama vardır. Maksimum sıvı seviyesi: Vanaların minimum ve maksimum değerleri vardır.

5. Bozucu sinyal Set noktası Vana PROSES Ölçüm Geribeslemeli kontrol blok diyagramı

6. Kontrol Edici Ayarlabilen girdi değişkenleri PROSES Bozucu etkiler Proses Kontrol Mekanizmasının Gösterimi Prosesin kontrolu açısından, proses çıktısının veya bozucu girdilerin ölçümü çok önemlidir. Böylece ayarlanabilen girdi değerleri daha iyi tespit edilmiş olur.

7. Örnek: CSTR Uygulaması Aşağıdaki bir CSTR’de birinci mertebeden bir tersinmez reaksiyon oluşmaktadır. F,To CAo CA A Tc,out Tc,in Fc Reaktörün işletimi, soğuk akım borusunda, vananın açıklık ayarı ayarlanarak etkilenebilir, ve çıkış derişimi reaktörün altına yerleştirilmiş analiz cihazı ile ölçülmektedir Soğutma suyunun ayarlanması esnasında derişimin istenilen değere ulaşımı esnasında büyük bir aşma ve salınım meydana gelebilir.

8. Dinamik davranış bilgisi proses kontrol için gereklidir, ve matematik modellerle • ifade edilmektedir. • Bir dinamik benzetimde şu özelliklerin olması istenir • Sabit sinyal • Hızlı yanıtım • Minimum gecikme • Proses değişimlerine karşı hassas olmalıdır. Bu koşullar her zaman sağlanması zordur, Çünkü proses tasarlanırken, yüksek basınçlar, reaktörde kalma süresi için hacim miktarı veya ısı ve kütle aktarım alanları gibi gereksinimler