Yarı kesikli bir polimerizasyon reaktörünün genetik algoritma kullanılarak enelleştirilmiş öngörmeli kontrolü
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2010
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ELİF ERÇEK
Danışman: AYLA ALTINTEN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Polimerler günlük hayatta günden güne artan kullanım alanları bularak çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Polimerizasyon proseslerindeki hedef istenen kalitede polimer üretmektir. Polimerlerin molekül ağırlıkları ve molekül ağırlık dağılımları en önemli kalite değişkenleridir. Bu değişkenler, reaktör işletim şartlarından etkilendiği için bu şartların optimize edilmesi ve reaktörün kontrolü gereklidir. Polimerizasyon reaksiyonları ekzotermik reaksiyonlar olduğu için reaksiyon sırasında büyük miktarlarda ısı açığa çıkmaktadır. Reaktör içindeki sıcaklık artışı polimer kalitesini etkilediğinden reaktör içi sıcaklığı kontrol edilmelidir. Ayrıca yarı-kesikli polimerizasyon reaktörlerinde reaksiyon hızı zamanla ve doğrusal olmayan bir karakterde değişmektedir. Bunlar, polimerizasyon proseslerinin otomatik kontrolünü karmaşık hale getirmektedir. Bu çalışmada yarı-kesikli bir polimerizasyon reaktöründe, istenen dönüşüm ve molekül ağırlığına ulaşmak için reaktör sıcaklığı Genelleştirilmiş Öngörmeli Kontrol (GPC) yöntemi ile kontrol edilmeye çalışılmıştır. GPC için NARIMAX modeli seçilmiş ve model parametreleri ve kontrol ağırlığı genetik algoritma (GA) yöntemi ile bulunmuştur. Genetik algoritma, geleneksel yöntemlerle çözümü zor veya imkansız olan problemlerin çözümünde kullanılan bir optimizasyon yöntemidir.Yapılan çalışma teorik ve deneysel olmak üzere iki basamaktan oluşmuştur. Teorik çalışmada yarı kesikli polimerizasyon reaktörü için kütle ve enerji denklikleri kurularak sistemin simülasyonu yapılmıştır. GA için uygunluk fonksiyonu olarak hatanın mutlak değerinin integrali (IAE) seçilmiştir. GPC için NARIMAX model parametreleri ve kontrol ağırlığı simülasyon programı aracılığıyla GA yöntemi ile teorik olarak bulunmuştur. Deneysel çalışmalarda elde edilen sonuçlar, GA ile bulunan parametreleri NLGPC kontrolün yarı kesikli polimerizasyon reaktörünün sıcaklığını başarıyla kontrol ettiğini ortaya koymuştur. Sonuçta üretilen polimerlerin yüzde dönüşümlerine bakılmıştır. Teorik ve deneysel sonuçlar birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Yapılan çalışmada son olarak polimerlerin molekül ağırlıkları ve molekül ağırlıkları dağılımları jel geçirgenlik kromatografisi ile hesaplanmıştır ve polimerlerin dar bir dağılıma sahip olduğu görülmüştür.