114
ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ KESİKLİ BİR POLİMERLEŞME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ateş ERŞAN KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ANKARA 2010 Her hakkı saklıdır

acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

  • Upload
    others

  • View
    23

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

ANKARA ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

YÜKSEK LİSANS TEZİ

KESİKLİ BİR POLİMERLEŞME TEPKİME KABININ

SICAKLIK DENETİMİ

Ateş ERŞAN

KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

ANKARA

2010

Her hakkı saklıdır

Page 2: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

i

ÖZET

Yüksek Lisans Tezi

KESİKLİ BİR POLİMERLEŞME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ

Ateş ERŞAN

Ankara Üniversitesi

Fen Bilimleri Enstitüsü

Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı

Danışman: Prof. Dr. M. Çetin KOÇAK

Polistiren, üstün mekanik ve dielektrik özeliklerini geniş bir sıcaklık aralığında koruyan önemli

bir endüstriyel kimyasaldır. Üretim seçeneklerinden birisi; toluende çözülmüş stirenin benzoil

peroksit başlatıcılı, serbest radikalik katılmalı polimerleşmesidir.

Fortran diline dayalı önceki bir benzetim çalışması, kesikli bir polistiren reaktörünün

matematiksel bir modelini oluşturup tepkime sıcaklığının değişik yöntemlerle ayrı ayrı

denetlenmesini araştırmıştır. Anılan çalışmada; Cohen-Coon, İç Modelli Denetim (IMC)

yaklaşımına göre ya da elsel ayarlı beş PID, iki PI, bir P geri beslemeli denetleç ve ayrıca

dinamik matrisli denetim (DMC) kullanılmıştır. Bu tek girdi-tek çıktı (SISO) dizgede; ayar

değişkeni ısıtma hızıdır, denetim değişkeni ise tepkime sıcaklığıdır. Dinamik matrisli

denetimdeki katlama model ile kimi geribeslemeli denetleçlerin birinci basamak artı ölü zaman

modeli (FOPDT), alışılageldiği gibi bir tepki eğrisine değil ikisinin farkına dayanmıştır.

Başlatıcı atılırken ısıtma hızına verilen artışın doğurduğu sıcaklık eğrisinden başlatıcı atılması

üzerine gelişen sıcaklık eğrisinin çıkarılması, bir tür doğrusallaştırma sayılabilir. Çalışılan

denetimin amacı, izotermal işletimdir. Kapalıçevrim denemelerde, sıcaklık başlangıçtaki 363.15

K değerinde başarı ile tutulabilmiş ancak bunun bedeli, monomer dönüşümünün

açıkçevrimdekinin altına düşmesi olmuştur.

Eski modeli Matlab’a uyarlayıp önceki tüm yanıtımları doğrulamakla başlayan şimdiki çalışma,

bir üst yazılım olan Simulink ortamına geçip bir kez daha doğrulama yaptıktan sonra bir de S-

işlevi kutusu kullanıp aynı sonuçlara ulaşmayı başarmıştır.

Yeni benzetim modeli ve yazılım dizgesi, genişlemeye, ileri DMC yöntemlerini uygulamaya ve

birden çok S-işlevi kutusu eklemeye açıktır.

Şubat 2010, 103 Sayfa

Anahtar Kelimeler: Sıcaklık denetimi, süreç denetimi, model öngörmeli denetim,

polimerleşme, kesikli tepkime kabı, benzetim, dinamik matrisli denetim

Page 3: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

ii

ABSTRACT

Masters Thesis

TEMPERATURE CONTROL OF A BATCH POLYMERIZATION REACTOR

Ateş ERŞAN

Ankara University

Graduate School of Natural and Applied Sciences

Department of Chemical Engineering

Supervisor: Prof. Dr. M. Çetin KOÇAK

Polystyrene is an important industrial chemical that keeps its high mechanic and dielectric

features in a wide temperature range. One of its production options is free radicalic addition

polymerization of styrene dissolved in toluene where benzoyl peroxide is employed as initiator.

A previous simulation work built up a dynamic model of a reactor where the aforementioned

polymerization process occurred and studied its feedback and dynamic matrix control. In this

single input – single output (SISO), the control and manipulated variables were the reaction

temperature and heating rate, respectively. There were eight distinct feedback controllers

investigated, namely, five PID, two PI, and one P; these were adjusted according to Cohen-

Coon or Internal Model Control (IMC) approach or tuned manually. Both the convolution model

of dynamic matrix control and first-order plus dead-time (FOPDT) model used by some

feedback controllers were not based on a single reaction curve as usual but on the difference

between two reaction curves. The response to initiator addition was subtracted from the one

obtained when an increase in heating rate accompanied the initiator addition. This was a kind of

linearisation. The purpose of the studied control was isothermal operation. Closed-loop

controllers managed to bring the temperature back to its initial steady-state value of 363.15 K

but the monomer conversion fell below the openloop counterpart.

The current study started with adaption of the former model to Matlab environment, verified the

harmony with the previous responses, moved on to Simulink, verified the results again both

before and after incorporation of a single S-function box.

Simulation model and software package are open to expansion, application of advanced DMC

methods, and incorporation of multiple S-function blocks.

February 2010, 103 Pages

Key Words: Temperature control, process control, model predictive control, polymerization,

batch reactor, simulation, dynamic matrix control

Page 4: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

iii

TEŞEKKÜR

Çalışmalarım boyunca bilgi ve tecrübelerinden yararlandığım, katkılarıyla beni

yönlendiren Sayın Danışmanım Prof. Dr. M. Çetin KOÇAK’a (Ankara Üniversitesi

Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı) en derin şükranlarımı

sunarım.

Büyük bir anlayış ve özveriyle bana her türlü yardımda bulunarak çalışmanın

gerçekleşmesini sağlayan kız kardeşim Veteriner Hekim Işık ERŞAN’a ve destek olan

Öğretmenim, Annem Sema ERŞAN’a sonsuz teşekkürlerimi sunarım.

Ateş ERŞAN

Ankara, Şubat 2010

Page 5: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

iv

İÇİNDEKİLER

ÖZET ................................................................................................................................. i

ABSTRACT ..................................................................................................................... ii

TEŞEKKÜR ................................................................................................................... iii

SİMGELER DİZİNİ ....................................................................................................... v

ŞEKİLLER DİZİNİ ....................................................................................................... ix

ÇİZELGELER DİZİNİ .................................................................................................. x

1. GİRİŞ ........................................................................................................................... 1

1.1 Süreç Denetimi .......................................................................................................... 1

1.1.1 İletim işlevleri ve FOPDT yaklaşık modeli .......................................................... 1

1.1.2 Geribeslemeli denetim ve uygunlaştırılması ........................................................ 2

1.1.3 Eğrisel denetim ....................................................................................................... 5

1.1.4 Model öngörmeli denetim ...................................................................................... 6

1.1.5 Süreç benzetimi ...................................................................................................... 7

1.2 Polimerleşme ve Denetimi ...................................................................................... 10

1.2.1 Serbest radikalik katılmalı polimerleşme .......................................................... 10

1.2.2 Polimerleşme Denetimi ........................................................................................ 13

1.3 Bu Çalışma ............................................................................................................... 15

2. KURAMSAL TEMELLER ...................................................................................... 16

2.1 Dinamik Matrisli Denetim ...................................................................................... 16

2.2 Soğutma Ceketli Kesikli Bir Polimerleşme Kabının Modellenmesi ................... 21

2.2.1 Kinetik ................................................................................................................... 22

2.2.2 Matematiksel model ............................................................................................. 23

3. MATERYAL VE YÖNTEM ..................................................................................... 25

3.1 Deneysel Tanıtım ..................................................................................................... 25

3.1.1 Açıkçevrim iki deney ........................................................................................... 25

3.1.2 Kapalıçevrim iki deney ........................................................................................ 26

3.2 Dinamik Benzetim ................................................................................................... 27

3.2.1 reactor.m kütüğü ................................................................................................. 28

3.2.2 batchol.m kütüğü ................................................................................................. 29

3.2.3 Kapalıçevrim benzetim ........................................................................................ 30

3.3 Simulink ortamında benzetim ve S-işlevi kutusu ................................................. 32

4. ARAŞTIRMA BULGULARI ................................................................................... 35

4.1 Açıkçevrim Denemeler ............................................................................................ 35

4.2 Geribeslemeli denetim denemeleri......................................................................... 39

4.3 Dinamik matrisli denetim denemeleri ................................................................... 44

5. TARTIŞMA VE SONUÇ .......................................................................................... 47

KAYNAKLAR ............................................................................................................... 50

EKLER ........................................................................................................................... 54

EK 1 ................................................................................................................................ 55

EK 2 ................................................................................................................................ 59

EK 3 .............................................................................................................................. 101

ÖZGEÇMİŞ ................................................................................................................. 103

Page 6: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

v

SİMGELER DİZİNİ

A Isı aktarım alanı

A Dinamik Matris

b Basamak etki katsayısı

CI Başlatıcı derişimi

CI0 Başlangıçtaki başlatıcı derişimi

CM Monomer derişimi

CM0 Başlangıçtaki monomer derişimi

Cp Karışımın özgül ısısı

Cpc Soğutma suyunun özgül ısısı

CR• Radikal derişimi

E Aktivasyon enerjisi

E Hata

Ei Başlangıç evresi aktivasyon enerjisi

EiCL

Kapalıçevrim hata

EiOL

Açıkçevrim hata

EiOL*

Açıkçevrim düzelmiş hata

EiCL

Kapalıçevrim hata

Ep Büyüme evresi aktivasyon enerjisi

Et Sonlanma evresi aktvasyon enerjisi

f Başlatıcı etkinlik faktörü

f İçmodelli denetim süzgeci

f2 Ayar kısma çarpanı

F Değişmez

G İletim işlevi

GFB Geribeslemeli iletim işlevi

GI İç model iletim işlevi

GL Yük iletim işlevi

GM Ölçer iletim işlevi

Gp Süreç iletim işlevi

Gv Son denetim üyesi (vana)

Page 7: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

vi

∆H Tepkime ısısı

I Başlatıcı

I Birim matris

I0 Başlatıcının başlangıç konsantrasyonu

I•

Başlatıcı radikali

K Tepkime hız sabiti

KDMC Geribesleme kazanç matrisi

kc Reaktör duvarının ısıl iletkenliği

kd Başlatıcının parçalanma hız sabiti

ki Başlama hız sabiti

kp Büyüme hız sabiti

kr Polimerleşme hız değişmezi

kt Sonlanma hız sabiti

L Yük

m Ayar değişkeni

M Monomer

Mc Soğutma suyu kütlesel akış hızı

Mi•

Polimer radikali

Mi+j Ölü polimer

Mi Ölü polimer

Mj Ölü polimer

MW Molekül ağırlığı

NS Örnek sayacı

NT Model ufku

NU Denetim ufku

NV Kestirim ufku

Q Isıtma hızı

QLOSS Çevreye ısı yitiği

R Evrensel gaz değişmezi

R•

Başlatıcı radikali

RM Monomer tepkime hızı

S Değişmez

Page 8: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

vii

S Servo iletim işlevi

t Zaman

tCL Kapalıçevrim yanıtımdaki ölü zaman

td Süreç ölü zamanı

T Sıcaklık

Tce Soğutma suyu çıkış sıcaklığı

Tci Soğutma suyu giriş sıcaklığı

TR Referans sıcaklık

TS Örnek arası süresi

U Tüm ısı aktarım katsayısı

V Karışımın hacmi

Vc Soğutma ceketi iç hacmi

W1 Kestirilen hatalar için ağırlık matrisi

W2 Ayarlar için ağırlık matrisi

y Denetim değişkeni

yCL

Katlama modelin kapalıçevrim yanıtımı

yOL

Katlama modelin geçmiş ayarlara yanıtımı

yOL*

Katlama modelin geçmiş ayarlara düzeltilmiş yanıtımı

y0OL

Katlama modelin şimdiki y kestirimi

yme

Şimdiki ölçüm

yset

Set noktası

τ Zaman değişmezi

τI İntegral zaman değişmezi

τCL Kapalıçevrim zaman değişmezi

τD Türevsel zaman değişmezi

ρ Karışımın yoğunluğu

ρc Soğutma suyu yoğunluğu

μ Çözelti viskozitesi

μ0 Başlangıçtaki çözelti viskozitesi

Page 9: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

viii

KISALTMALAR DİZİNİ

AIBN Azobis (isobütironitril)

CL Kapalıçevrim

DMC Dinamik matrisli denetim

MIMO Çok girdi-çok çıktı

MMA Metil metakrilat

MPC Model öngörmeli denetim

MWD Molekül ağırlığı dağılımı

NLDMC Eğrisel dinamik matrisli denetim

NLQDMC Eğrisel ikinci derece DMC

OL Açıkçevrim

P Oransal denetim

PI Oransal + tümlevsel denetim

PID Oransal + tümlevsel + türevsel denetim

SBR Stiren-butadien kauçuğu

SEC Boyut dışlamalı kromotoğraf

SISO Tek girdi-tek çıktı

QDMC İkinci derece dinamik matrisli denetim

Page 10: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

ix

ŞEKİLLER DİZİNİ

Şekil 1.1 Sürücü işleyişi .................................................................................................... 9

Şekil 2.1 Kesikli polimerleşme kabı ............................................................................... 22

Şekil 3.1 Kapalıçevrim benzetim yapısı.......................................................................... 30

Şekil 3.2 Kapalıçevrim, Oransal (P) denetim simülasyonu blok diyagramı ................... 34

Şekil 4.1 İkinci açıkçevrim deney ................................................................................... 37

Şekil 4.2 Beşinci açıkçevrim deney ................................................................................ 37

Şekil 4.3 EOL5-EOL2 ve U113-U103 fark eğrileri ........................................................ 38

Şekil 4.4 Regülatör olayında PID1 (U201) denetleci...................................................... 41

Şekil 4.5 Regülatör olayında PID5(U241), PI1(U251) ve P(U271) ............................... 42

Şekil 4.6 Erek değer ve yük bozusunda sıcaklık değişimleri .......................................... 42

Şekil 4.7 Erek değer ve yük bozusunda PID2(U114) ..................................................... 43

Şekil 4.8 Erek değer ve yük bozusunda PID5(U242), PI1(U252) ve P(U272)............... 43

Şekil 4.9 f2=10 iken DMC’de sıcaklık değişimleri ......................................................... 46

Şekil 4.10 DMC’de sıcaklık değişimleri ......................................................................... 46

Page 11: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

x

ÇİZELGELER DİZİNİ

Çizelge 1.1 Denetimde süreçten kaynaklanan sorunlar .................................................... 5

Çizelge 1.2 Eğrisel denetim yöntemleri ............................................................................ 5

Çizelge 1.3 Matlab’da türevli denklem çözümünde sürücü işlev kullanımı ..................... 9

Çizelge 1.4 Polimerleşme reaktörlerinin denetimi .......................................................... 14

Çizelge 2.1 Katlama modelin ilk on ve son on üyesi ...................................................... 19

Çizelge 2.2 Sürecin sety u(t) erekdeğer bozusuna yanıtımı ....................................... 20

Çizelge 2.3 sety u(t) erekdeğer bozusuna yanıtımı ..................................................... 20

Çizelge 2.4 Sürecin Lm u(t) yük bozusuna yanıtımı .................................................... 21

Çizelge 2.5 Kinetik veriler .............................................................................................. 22

Çizelge 3.1 Yazılımda kullanılan simgeler ...................................................................... 26

Çizelge 3.2 Tepkime kabı modelini barındıran reactor.m kütüğü ................................... 27

Çizelge 3.3 globl.m kütüğü ............................................................................................. 28

Çizelge 3.4 batchol.m kütüğü ......................................................................................... 28

Çizelge 3.5 pol0.m kütüğü .............................................................................................. 28

Çizelge 3.6 Açıkçevrim batchol.m kütüğünün örnek bir çıktısı ..................................... 29

Çizelge 3.7 Euler tümlev sürücüsüne uyarlanmış batchol.m kütüğü .............................. 29

Çizelge 3.8 batchpid.m kütüğü ....................................................................................... 30

Çizelge 3.9 batchdmc.m kütüğü ...................................................................................... 31

Çizelge 3.10 dmc0.m kütüğü .......................................................................................... 32

Çizelge 3.11 S işlevi kullanan Oransal denetleçli polymer_sfcnp kütüğü ..................... 33

Çizelge 3.12 polymer_sfcnp.m, Oransal (P) denetleç S-işlevi........................................ 34

Çizelge 4.1 Açıkçevrim denemeler ................................................................................. 35

Çizelge 4.2 Açıkçevrim tepkime sıcaklığı değişimleri ................................................... 36

Çizelge 4.3 FOPDT modelleri ......................................................................................... 38

Çizelge 4.4 Geribeslemeli denetim denemeleri .............................................................. 39

Çizelge 4.5 Regülatör olayı sıcaklık değişimleri ............................................................ 39

Çizelge 4.6 Erekdeğer ve yük bozusunda sıcaklık değişimleri ....................................... 40

Çizelge 4.7 Polimerleşmede katlama model ................................................................... 44

Çizelge 4.8 Dinamik matrisli denetim denemeleri ......................................................... 44

Çizelge 4.8 Dinamik matrisli denetimde sıcaklık değişimleri ....................................... 45

Page 12: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

1  

1. GİRİŞ

1.1 Süreç Denetimi

Süreç denetimi, sürecin kimi değişkenlerini ayarlayarak, kimi çıktı değişkenlerini erek

değer denilen istenilen değerlerde tutma bilimidir (Koçak 2004). Denetim altındaki

çıktı, denetim değişkeni; ayarlanamayan girdi ise yüktür. Bir girdinin ayarı; bir çıktının

değerine göre yapılırsa denetim geri besleme, bir yükün değerine göre yapılırsa ileri

besleme diye nitelenir.

Denetim kuramının en çok ilgilendiği dizgeler; dinamik, doğrusal ve geri döngülüdür.

Doğrusal süreç; bir girdi (uyarı) katlandığında yanıtımını aynı oranda katlayan, girdiler

karmasına, yanıtımlarını aynı oranda toplayarak tepki verendir. Çıktıları sınırlı kalan

süreç, kararlı; çıktılarının genliği gittikçe büyüyen süreç ise kararsız olarak

tanımlanmaktadır.

Çoğu süreç açıkçevrim, başka deyişle denetim yokken kararlıdır. İyi tanınan ve kendi

başına kararsız ancak kapalı çevrim kararlı olabilen bir örnek, tam karışmalı bir kapta

gelişen ısı salan tepkimedir. Bu süreçte, ısı üretiminin sıcaklıkla değişimi bir S eğrisi;

ceketin sağladığı soğutmanınki ise bir doğrudur. Diğer taraftan açıkçevrim kararlı bir

sürece denetim eklenmesi (toplam) davranışı kararsız kılabilmektedir.

Luyben (1990); sürecin yatışkın ve dinamik davranışının bilinmesinin başarı için ön

koşul olduğunu, anlaşılamayan sürecin denetlenemeyeceğini ve işi gören en basit

denetim dizgesinin en iyisi olacağını belirtmiştir.

1.1.1 İletim işlevleri ve FOPDT yaklaşık modeli

Doğrusal süreçleri s bölgesinde incelemede geçen bir kavram olan iletim işlevi G(s),

çıktı ve girdinin ilk yatışkınlıktan sapmalarının oranıdır: G(s)=y(s)/m(s). İletim işlevi iki

s polinomunun oranı olduğunda, payın derecesi paydanınkini geçmezse süreç

Page 13: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

2  

fizikseldir. Paydanın derecesiyle zaman bölgesindeki ilgili diferansiyel denklemin ve

dolayısıyla sürecin basamağı eşittir.

Birinci ve ikinci basamak iletim işlevi yaygındır. İkinci ya da daha yüksek basamak

olanların yerine, birinci basamak artı ölü zaman (FOPDT) modeli denen,

   dK exp ( t s)G(s)τ s 1

−=

+                                           (1.1)

konmak istendiğinde (Smith ve Corripio 1985):

a) K özgün kazanca eşittir.

b) Zaman sabiti  τ , özgün işlevdeki en büyük zaman sabitine kabaca eşittir.

c) Ölü zaman dt , kalan zaman sabitleri ile özgün zaman toplamına yakındır.

τ   ve dt   değerleri zaman bölgesinde tepki eğrisine başvurularak iyileştirilir. Girdiye

0t başlangıç anında basamak etki (m(t) mu(t))= verildiğinde y’deki sapmanın son

yatışkınlık değeri y∞ olsun ve 0.283 y∞ ve 0.632 y∞ ’a ulaşmak için etkiden 1t ve

2t süreleri gereksin. Smith ve Corripio’nun (1985) önerisi,

K y / m∞= , 2 11.5 (t -t ) τ = , d 2t t= − τ                           (1.2)

alınmasıdır. Çok sık kullanılan bir başka yöntem, değişim hızının en büyük olduğu

andaki teğetten yararlanır. Bu teğetin t eksenini ve y∞ doğrusunu kestiği zamanlar,

sırayla, dt ve 3t ise

K y / m∞= , τ = 3 0t t− ile d 0t t= (1.3)

1.1.2 Geri beslemeli denetim ve uygunlaştırılması

1940’lar öncesinde kimyasal tesislerin çoğunun denetimi elseldi (Luyben 1990).

1950’lerde, sürecin dinamiğine pek bakmayan, oldukça bilinçsiz uygulamalarla, geri

beslemeli denetim başladı. Tasarımı on yıl kadar yalnızca deneyime ve başparmak

kurallarına dayandıktan sonra başka dallardan kuramsal destek alan bu dizgelerde,

Page 14: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

3  

denetim değişkeni denen bir y çıktısının erek değeri yset ile ölçülen değeri arasındaki, E

farkına (hata) ve bunun türevi ve tümlevine göre bir m ayarı olasıdır. En basitinde ayar,

hatayla orantılıdır; buna bakarak denetlece oransal denilmiş ve P simgesi verilmiştir. D

türevsel, I tümlevsel eylemi göstermek üzere; PD, PI ve PID türleri de bir olgudur.

Denetleç kazancı KFB, türevsel zaman sabiti Dτ ve integral zaman sabiti Iτ ise PID için

GFB iletim işlevi şöyle yazılabilir:

FBm(s)G (s)E(s)

= = KFB (1+ I

1τ s

+ D sτ ) (1.4)

Bequette (1991); akış denetimini kolayca yapması ve nerede ise tüm ileri yöntemlerin

böylesi döngülere erek değer üretmesi (iç içe denetim) nedeniyle PID’nin daha çok uzun

bir süre uygulamalarda başı çekeceğini kestirmektedir. Aslında yeni bir çok yöntem,

belli modellerle, sezgisel ve basit olan PID’ye indirgenmektedir (Rivera vd. 1986).

Bir hata saptayıncaya kadar eyleme geçemeyen geribeslemeli denetleç, sürecin

bozulmasını beklemek durumundadır. Yük sapma gösterir göstermez karşı ayarla

düzeltime başlama, ileribeslemeli denetimde vardır. Yükün ve ayarın denetim

değişkenine etkilerini saptadığı ölçüde tek başına başarılı olabilen bu yöntem,

geribeslemeli döngülere eşlik ederek de önemli katkıda bulunur.

Geleneksel geribeslemeli denetim örnekseldir; denetlecin girdi ve çıktısı, zamana göre

sürekli birer elektronik ya da pnömatik sinyaldir. Getirdiği esneklik, güç ve ekonomiden

ötürü kullanımı artan sayısal bilgisayarlı uygulamalarda ise bunlar sayısal ya da

kesiklidir. Ölçerin sürekli sinyali, bir örneksel-sayısal (A/D) çevirici yardımıyla belli

aralıklarla örneklenip çevrilerek denetlece gönderilir; onun çıktısı ise bir sayısal-

örneksel (D/A) çevirici üzerinden son denetim üyesine ulaşır.

Zaman bölgesinde örneksel PID denklemi şudur:

m= ms + KFB (E +Iτ

1∫t

0Edt + τD

dEdT ) (1.5) 

Page 15: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

4  

(s) koymayarak yalınlaştırılmış bir geribeslemeli döngü gösteren Şekil 1.1’de L bir yüktür; GFB denetleç, Gv son denetim üyesi (örneğin vana), GP ve GL ise süreç ve yük

iletim işlevleri ise, y, yset ve L arasındaki bağıntı şudur: 

y = set

PVFB

PVFB yGGG1

GGG+

+ LGGGG1

G

MPVFB

L+

(1.6)

GFB GV GP GM çarpımı, döngünün açıkçevrim iletim işlevi; oranlarsa sırayla, servo ve

yük kapalıçevrim işlevidir. Bozu erek değerde ise bir servoolay, yükte ise bir regülatör

olayı vardır. Kimya mühendisliğinde ikincisi çok yaygındır. İkisinde de kararlılığı ve

genel gidişi, paydanın sıfıra eşitlenmesi ile türeyen

1+GFB GV GP GM=0 (1.7)

özdenkleminin özdeğer denen kökleri belirler. Buradan GFB’de geçen KFB, τD ve τI değerlerinin önemi anlaşılır.

 

 

 

 

 

   

 

 

Şekil 1.1 Geribeslemeli denetim döngüsü

 

Seborg vd. (1989) geribeslemeli bir denetlecin uygunlaştırılması için şu almaşıkları

vermiştir: Doğrudan bireşim yöntemi, iç modelli denetim, ayar bağıntıları, sıklık

yanıtımı yöntemleri, fiziksel modele dayalı bilgisayar benzetimi ve kurulum ertesi

ayarlama. Bunların ilk beşinden, uzun süren ve hayli yorucu olan sonuncuyu iyi bir

noktadan başlatmak üzere yararlanılabilir.

GFB Denetleç

GV Son Denetim

Üyesi

GP Süreç

 

GMÖlçer

GL Süreç

+ -

    yset E

Yük, L

m y

+ +

Page 16: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

5  

1.1.3 Eğrisel denetim

Kimyasal süreçlerin genelde eğrisel olmasına karşın bunların denetiminde doğrusal

dizge kuram ve araçlarına yaygın başvuruyu, analitik çözüm, ayrıntılı kararlılık ve

başarı kanıtı varlığına bağlayan Bequette (1991) yaptığı derlemede, bilgisayar

donanımındaki ve alanındaki gelişmelerin artık eğrisel denetime elverdiğini söylemiş ve

Çizelge 1.1’de sayılan başlıca sorunların aşılmasına dönük yeni yaklaşımları Çizelge

1.2’deki başlıklar altında betimlemiştir. Uygulama yapılan süreçler listesinde; 1

absorbsiyon, 10 biyokimyasal reaktör, 1 kristallendirme, 18 damıtma, 3 evaporatör, 1

akış, 9 ısı değiştirici, 5 düzey, 10 pH, 1 basınç ve 1 elektrometalurji geçmektedir. Altısı

deneysel sonuçlu olan bu çalışmalardan beşinde ölü zaman ve dokuzunda ayar

sınırlaması vardır.

Çizelge 1.1 Denetimde süreçten kaynaklanan sorunlar

Eğrisellik Ayar ve denetim değişkinleri arasında çoklu etkileşim Ölçülemeyen durum değişkenleri Ölçülemeyen ve sık yükler Yüksek basamak ve dağıtık süreçler Belirsiz ve zamanla değişen parametreler Ayar ve durum değişkenlerine sınırlamalar Girdi ve ölçümlerde ölü zaman

Çizelge 1.2 Eğrisel denetim yöntemleri

Özel yöntemler Hataya göre parametre ayarlama Parametre planlama Eğrisel ileri besleme Değişken dönüştürme İçmodelli denetim (IMC) Eğrisel iç modelli denetim (NLIMC) Ardışık ikinci derece programlama (SQP) çözümlü Eğrisel çıkarımsal (dolaylı) denetim (NLIC) Diferansiyel geometrik yaklaşımlar Durum denklemini doğrusallaştırma Evrensel doğrusallaştırma ( GLC)

Page 17: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

6  

Çizelge 1.2 Eğrisel denetim yöntemleri (devam) Yaklaşık (kısmi) doğrusallaştırma Referans dizge bireşimi (RSS) Sağlam denetim dizgesi tasarımı Öngörmeli (kestirimsel) yaklaşımlar (MPC) Doğrusal model öngörmeli denetim (LMPC) Dinamik matrisli denetim (DMC) İkinci derece dinamik matrisli denetim (QDMC) Eğrisel model öngörmeli denetim (NLPC) Doğrusal olmayan ikinci derece dinamik matrisli denetim (NLQDMC) Evrensel dinamik matrisli denetim (UDMC) Açıkçevrim/kapalı çevrim salınımlardan yararlanma Başka yöntemler

1.1.4 Model öngörmeli denetim

Doğrusal model öngörmeli kontrol yöntemleri endüstrice gittikçe benimsenmektedir. En

çok anılan dinamik matrisli yöntemde (DMC) temel düşünce, basamak ya da dürtü

yanıtım katsayılarından oluşan bir modeli süreçle birlikte kullanarak geçmiş etkiler ve

şimdiki ölçümden gelecekteki çıktıları kestirmektir. Bir erekişlevi en uygun kılacak

ayarlar en küçük kareler ilkesine göre çevrimiçi saptanıp ilki uygulanarak ilerlenir.

QDMC, sınırlamaları doğrudan hesaba katan bir uyarlamadır. Eğrisel uyarlamalı

NLQDMC’deki yenilik, model olarak cebirsel-diferansiyel bir denklem takımı

kullanmasıdır.

En küçük kareler ilkesi, genel sağlıksızlık sorununu dinamik matrisli denetime taşır.

Maurath vd. (1988) bunu gidermek üzere tekil değer ayrıştırmasına dayalı temel üye

seçimi önermiştir. Yüksek saflık damıtma kolonlarına değişken dönüşümlü bir tür

eğrisel DMC uygulayan Georgiou vd. (1988), bunu parametre planlamalı doğrusal

DMC’ye göre daha basit ama daha başarılı bulmuştur. Rani ve Gangiah (1991), benzer

bir yaklaşımla, açıkçevrim kararsız bir tam karışmalı tepkime kabının denetimini

araştırmıştır. Peterson vd. (1992) eğrisel bir model yardımıyla doğrusal bir modelin

güncelleştirilmesine dayalı bir DMC denemiştir. Bir başka çalışma (Zafiriou ve Marchal

1991), QDMC’de olası kararsızlığı giderip denetimi sağlam kılmaktadır.

Page 18: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

7  

Özellikle yük bozularının basamağı andırmayan bir biçim göstererek başarıyı

azaltabileceğini belirten Ricker (1990) durum kestirimli, doğrusal model öngörmeli bir

yöntem önermiştir. Aşırı bilgiişlem gereksinmesinin eğrisel modele dayalı yaklaşımlar

için önemli bir engel olduğu söyleyen Gattu ve Zafiriou (1992) bunu NLQDMC ile

birleştirmiştir. Sistu vd. (1993) bilgiişlem üzerinde durmuş, NLQDMC’yi başka

yöntemlerle karşılaştırmıştır.

Eaton ve Rawlings (1992) doğrusal/eğrisel süreçlerin MIMO, Padwardhan vd. (1992)

ise ayrık parametreli süreçlerin eğrisel model öngörmeli denetimini araştırmıştır.

1.1.5 Süreç benzetimi

Benzetim; iki dizge arasındaki bir benzerlikten, daha az bilinen dizgenin davranışlarını

anlamak üzere yararlanılan bir etkinliktir (Koçak 2004). Daha iyi bilinen dizge ya da

bir eşdeğeri (örneğin bir matematiksel model) bu süreçte kullanılabilir.

Kimyasal bir fabrika; karmaşık kimyasal ve fiziksel süreçler barındıran çok birimli bir

dizgedir (Koçak 2004). İşletimi; çok yönlü kütle, enerji, momentum ve sinyal

akımlarına bağlıdır. Zengin bir fiziksel özelik veri tabanı ile desteklenen bir

matematiksel modeli; tasarı aşamasında ise dizgeyi kurmadan, kurulu ise dizgeyi yok

etmeden, dayanma sınırında zorlamadan, işletimini aksatmadan, tehlikeli ya da pahalı

deneyler yapmadan, onun yatışkın ya da zamanla değişen davranış bilgilerini ortaya

koymada ve en uygun işletim koşullarını saptamada yardımcı olabilir.

Kimyasal fabrika modelleri; çok boyutlu (büyük), hayli eğrisel ve bol etkileşimli

olmakla ünlüdür (Koçak 2004). Benzetim yazılımları daha çok kimya mühendisliğine

dönüktür çünkü başka mühendislik ve bilim alanlarındaki model denklem takımları

genelde küçüktür ve doğrudan çözüme elverişlidir.

Page 19: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

8  

Yatışkın ve devingen benzetim bir çok düzeyde kesişir (Koçak 2004). İkisinde de

cebirsel denklemler eşliğinde tikel türevli ya da bayağı türevli denklemler

bulunabildiğinden çözüm için benzer sayısal yöntemler gereksinirler. Yatışkınlık

benzetim çözümü, kaba bir devingen modelden elde edilebilir. Devingen benzetim de

başlangıç koşullarının saptanmasında ya da bir parça yalınlaştırmada yatışkınlık

modellerinden yararlanabilir. Bu iki benzetim türü, süreç bilgisi ve fiziksel veri tabanı

paylaşabilir. İkisi de teknik ya da ekonomik bakımdan uygunlaştırmalara konu olabilir.

Kimya mühendisliğinde zaman bölgesi modellerinin temeli; sakınım, korunum ya da

süreklilik denen ilkedir. Taşınım, denge ve kinetik ile ilgili katkılarda olayına göre

modelde yer alır. Model, genelde cebirsel-diferansiyel bir denklem takımıdır. Toplaşık

parametreli süreçler bayağı, dağıtık parametreliler tikel türevli denklem verir. Yukarıda

anılan derleme (Bequette 1991), birinci türün SISO ve MIMO denetimi üzerinde

yoğunlaşmışsa da sonlu fark uygulayıp indirgemekle ikisinin de kapsama

alınabileceğini eklemiştir.

Bağımsız değişken, durum değişkenleri (“türevliler”), cebirsel değişkenleri

(“türevsizler”), parametreleri ve değişmezleri, sırayla t, x, a, p ve c simgelesin (Koçak

2004). Parametre yalnız koşudan koşuya ayrık değer taşıyabilen değişmezdir. Benzetim

[0, t ] aralığında çok sayıda koşu gerektirebilir. Çok sayıda türevli denkleme çok sayıda

cebirsel denklemin eşlik ettiği modeller olağandır:

x =f (t, x, a, p ve c ), 0=h(t, x, a, p ve c )′

Cebirsel denklem takımcıkları yerel döngülere yol açar. Ne var ki ne zaman türev

gerekse önce a sonra f saptanmalıdır. Tümlevin tek adımda sonuçlanması çok özel bir

durumdur. Genelde sayısal bir yöntem adım adım koşacak; bu adımlardan da küçük bir

kesri benzetim çıktısı olacaktır.

Page 20: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

9  

Matlab, bayağı türevli denklem çözmek isteyen kullanıcıya ode23, ode45, ode15s gibi

değişken adımlı bir çok sürücü işlev sunmaktadır. Bunlardan ode15s, gevrek modeller

içindir. Sürücülerin çağırılabileceği en basit yapı şöyledir: [t, x]=sürücü('dut', ts, x0) .

Burada ts zaman bilgisi olup t0: baskı arası: son biçimindedir. Sürücünün türevleri

kolon vektör olarak alabileceği kütüğün adı, dut yerine yazılmalıdır. 0x ,durum

değişkenlerinin başlangıç değerlerini gösteren vektördür. Türevli denklem takımı

0.1 0 1x x, x(0)=

0 0.2 1−⎡ ⎤ ⎡ ⎤′ = ⎢ ⎥ ⎢ ⎥−⎣ ⎦ ⎣ ⎦  

için yazılan işlev kütüğü turevler ve onu ode45 sürücüsüne çağırtan turevci kütüğü

Çizelge 1.3’tedir. Burada, sürücünün 0.1 aralı doldurduğu t ve x değerleri disp komutu

ile ekranda dökümlendikten sonra plot komutu ile de t-x çizimi üretilmektedir. İki

yanda görülen global deyimi, A değerinin evrensel paylaşımını sağlar. Sürücü işleyişi,

Şekil 1.1’den kolayca anlaşılabilir.

Çizelge 1.3 Matlab’da türevli denklem çözümünde sürücü işlev kullanımı

turevler.m işlev kütüğü function dx=turevler(t,x) global A dx=A*x;

turevci.m global A A=[-0.1 0;0 -0.2]; ts=0:0.1:1; x0=[1;1]; [t, x]=ode45(‘turevler’, ts, x0); disp([t x]), plot(t,x)

Şekil 1.1 Sürücü işleyişi

Matlab’a dayalı araç kutularından Simulink, Bequette’e (2003) göre şu nedenlerle dizge

benzetiminde Matlab’dan daha kullanışlıdır:

turevler sürücü  turevci …

Page 21: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

10  

a) Blok çizenekleri kolayca oluşturulabilir.

b) Simulink kütüphanesinde, sürükle-bırak yöntemiyle modelin çizeneğine taşınabilen

çok sayıda blok hazırdır.

c) Taşınan blok simgesine çift tıklayarak ilgili parametre ve katsayılar girilebilir.

d) Bloklar oklarla kolayca birbirine bağlanabilir.

e) Adım ve yokuş gibi standart girdiler için hazır blok vardır.

f) Benzetim parametreleri menüdeki Simulation sekmesinde ayarlanabilir.

1.2 Polimerleşme ve Denetimi

Polimerler, monomer adı verilen çok sayıda molekülün kovalent bağlarla düzenli bir

şekilde bağlanarak oluşturdukları uzun zincirli ve yüksek molekül ağırlıklı bileşiklerdir.

Dünyada polimer üretimi giderek artmaktadır. Polimer üretiminde başlıca dört süreç

(Pişkin 1987) vardır: Yığın, çözelti, süspansiyon ve emülsiyon. Oluşumda su gibi

küçük, ikincil bir ürün çıkarsa polimerleşmeye ve polimere kondensasyon (basamaklı);

yoksa katılma (zincir) nitelemesi eklenir. Serbest radikalik, iyonik ya da koordinasyon

kompleksli olabilen katılma, doymamış ya da halkalı girdilerde söz konusudur.

1.2.1 Serbest radikalik katılmalı polimerleşme

Başlama, büyüme ve sonlanma evrelerinden oluşur.

Başlama evresi

Bu basamakta monomer moleküllerini kimyasal veya fiziksel yolla aktifleştirerek

radikal yapmak üzere ısı ya da iyonlaştırıcı ışına başvurabilirse de en yaygını peroksit

ya da diazo bileşiği gibi, kendisi ısıyla kolayca parçalanıp radikalleşen, bir başlatıcı

eklemektir. (Pişkin 1987). Azo-bis-izobütironitril (AIBN) ve benzoilperoksit oldukça

sık yararlanılan başlatıcılardır. Kim vd. (1989) polimer özelliklerini belirlemek ve

Page 22: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

11  

monomer dönüşümünü arttırmak için endüstride çift işlevsel ya da çok işlevsel başlatıcı

kullanıldığını belirtmiştir.

Benzoilperoksit ( 14 10 4C H O ), 60°C üzerindeki sıcaklıklarda iki radikale parçalanır. 2I

bu başlatıcının kendisi, R de onun radikali ise bu ilk tepkime şöyledir:

2I ik⎯⎯→ 2 R (1.8)

Serbest bir radikal M monomerinin çift bağının bir elektronunu çekerek bir bağ

yaptığında, öbür elektron monomerin ucuna kayarak ilk polimerik radikal’i 1M ’i

oluşturur:

R +M rk⎯⎯→ 1M (1.9)

Büyüme evresi

Bu evrede monomer radikali çok sayıda çarpışmalarla monomerlere katılır ve polimer

zinciri, aşağıdaki gibi, hızla büyür:

pk1 2M M M+ ⎯⎯→

pk2 3M M M+ ⎯⎯→

L

pki 1 iM M M− + ⎯⎯→                                                                                                      (1.10)

Sonlanma evresi

Sonlanma tepkimeleri, büyümekte olan polimerik zincirlerin birbirleriyle verdiği

tepkimelerle aktifliklerini yitirerek aktif olmayan polimer zincirlerine dönüştüğü

tepkimelerdir.

tki j i jM M M ++ ⎯⎯→ (1.11)

tki j i jM M M M+ ⎯⎯→ + (1.12)

Page 23: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

12  

Tepkime Hız Denklemleri

Başlatıcının parçalanması ve radikalinin oluşması için

Ii I

dC k C dT

− = (1.13)

RR Mi I r

dC 2 f k C - k C CdT

− = (1.14)

hız denklemleri yazılabilir. Başlatıcı radikalinin polimerleşmeye yol açan kesri

(etkinlik) olan f ; tekişlevsel başlatıcılar için stirenin çözelti polimerleşmesinde 0.5-0.6

(Brooks 1981), yığında 0.6-0.8 (Kim vd. 1989), bir çözelti çalışmasında ise 0.585’tir.

(Chaimberg ve Cohen 1990).

Yatışkınlıkta başlatıcı radikalinin oluşum hızının sıfırlandığı ve polimer radikalinin de

anında tüketildiği varsayımları

2)R M Mii I r t2 f k C = k C C k (C=                                                                        (1.15)                        

eşitliğini doğurur. Kolaylık olsun diye MiC  yerine toplam radikal derişimi MC  konup

düzenleme yapılarak

0.5M i I tC (2 f k C / k )=                                                                                              (1.16)

denklemi bulunur.

Monomerin tüketim hızını gösteren

MM r M R p M M

dCR k C C k C CdT

= − = + (1.17)

denklemindeki ilk terim, başlatıcı çok az kullanıldığından ikincisine göre küçük sayılıp

atılırsa

MM p M M

dCR k C Cdt

= − =                                                                                         (1.18) 

olur. Burada (1.16) denklemine başvurarak

Page 24: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

13  

0.5M p M i I tR k C (2 f k C / k )= (1.19)

elde edilir. Bir adım daha ilerleyip

0.5p i tk k (2 f k / k )= (1.20)

yerine konursa monomer tüketim hızı için

0.5 M M IR k C C= (1.21)

türer.

1.2.2 Polimerleşme denetimi

Isı alan tepkimeler, işletimi güçleştirir. Pişkin’in (1987) belirttiği üzere endüstriyel

polimer üretimi hayli sorunludur. Özellikle zincir polimerleşmede, artan molekül

ağırlığı ile viskozite yükselirken bir yandan sıcaklık aktarımı bir yandan da radikallerin

çarpışması, dolayısıyla da sonlanma azalır. Böylece; büyüme ve sıcaklığın

kendiliğinden hızlandığı, jelleşme denen (Takamatsu vd. 1988) bir süreç doğarak

sıcaklık denetimini zorlaştırır. Eliçabe ve Meira (1988) şu zorlukları dile getirmiştir.

1. İlgili dinamik modeller, yüksek derecede eğrisel kütle ve enerji denkliklerine

dayanır. Doğrusal kontrol teorileri doğrudan uygulanamaz. Üstelik, model

parametrelerini belirlemek ya da kestirmek güçtür.

2. Isı salan tepkimeler denetimi güçleştirmektedir. Yüksek dönüşümlerde iyice artan

viskozluk karıştırma sorunu doğurmaktadır.

3. Ürün niteliği, moleküler ve/veya makroskopik yapısı ile ilişkili olup üretim ertesinde

değiştirilemez. Dinamik modeller, son kullanım niteliklerini öngörmede

kullanılamaz.

4. Bileşim ve molekül ağırlığı gibi yapısal özeliklerin çevrimiçi ölçümü kolay

olmayabilir.

Page 25: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

14  

Özkan vd. (2003), polimerleşme reaktörlerinin denetimi ile ilgili çok çalışma olduğunu

ve Congalidis ve Richards (1998) tarafından bir sınıflama yapıldığını dile getirmiştir.

Anılan sınıflama Çizelge 1.4’de özetlidir.

Çizelge 1.4 Polimerleşme reaktörlerinin denetimi

Konu Çalışma

Sıcaklık denetimi Chylla ve Haase (1993); Defaye vd. (1993); Ni vd. (1997)

Kesikli ya da yarı kesikli üretimde, istenen polimer niteliğine en kısa sürede ve en yüksek verimle ulaşabilmek için başlatıcı ve monomer eklenmesinin ve/veya tepkime kabı sıcaklığının optimizasyonu; ürün moleküler ağırlığı dağılımının denetimi

Arzamendi ve Asua(1989);Chen ve Jeng (1978), Chen ve Huang, (1981), Louie ve Soong (1985 a, b); Maschio vd. (1992, 1994),Ponnuswamy vd. (1986), Scali vd. (1995), Secchi vd. (1990);Soroush ve Kravaris (1993); Thomas ve Kiparissides (1984 a, b); Wu vd. (1982)

Polimer özeliklerinin kalorimetrik teknikler, genişletilmiş Kalman filtresi kalıbında bir kinetik model ya da yapay sinir ağları ile çevrimiçi tahmini

Dimitratos vd. (1991);Eliçabe vd. (1995); Ellis vd. (1994); Kim ve Choi (1991); McAuley veMacGregor (1991); Kozub ve MacGregor, (1992); Moritz (1989); Mutha vd. (1997); Scali vd. (1995);Semino vd. (1995); Zhang vd. (1997)

Adaptif denetleçleri de kapsayan ileri geribeslemeli denetleçlerin değerlendi-rilmesi

Defaye vd. (1993); Houston veSchork (1987); Kiparissides ve Shah, (1983); Wang vd. (1995), model öngörmeli denetleçler: Dittmar vd. (1991); Gobin, vd. (1994); Inglis vd. (1991); Ogunnaike ( 1994);Ohshima vd. (1994); Peterson vd.(1992), eğrisel denetleçler: Alvarez vd. (1990); Gentric vd. (1997); Kravaris ve Soroush ( 1990); McAuley ve MacGregor (1993); Soroush ve Kravaris (1992, 1994)

Polimer reaktörü izlemek ve denetlemek için çok yollu temel bileşen analizine dayalı istatiksel teknik değerlendirme

Nomikos ve MacGregor (1994); Neogive Schlags (1997); Yabuki ve MacGregor, (1997)

Reaktörü işletmeye alma ve ürün kesim geçişleri için denetim stratejilerinin araştırılması

Debling vd. (1994); Farber ve Laurence (1986); McAuley ve MacGregor (1992)

Page 26: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

15  

1.3 Bu Çalışma

Polimerleşme denetimi Türkiye’de de çalışılan bir konudur. Karagöz (1991) stirenin

polimerizasyonunun oluştuğu kesikli bir reaktörün çevrimiçi bilgisayar ile PID

denetimini incelemiştir. Karaduman (1992) kesikli bir stiren polimerleşme reaktöründe

soğutma suyu debisini çevrimiçi ayarlayarak reaktör sıcaklığını istenilen değerlere

getirmiştir.

Polistiren, üstün mekanik ve dielektrik özeliklerini geniş bir sıcaklık aralığında koruyan

önemli bir endüstriyel kimyasaldır. Üretim seçeneklerinden birisi; toluende çözülmüş

stirenin benzoil peroksit başlatıcılı, serbest radikalik katılmalı polimerleşmesidir. Böyle

bir sürecin kesikli olarak gerçekleştiği bir tepkime kabına (Karagöz 1991) tek girdi-tek

çıktı (SISO) dinamik matrisli denetim uygulanmasını Fortran’a dayalı benzetim yoluyla

araştıran Ünal (1995); ek olarak elsel yönteme, Cohen-Coon ya da iç modelli denetim

(IMC) yaklaşımına göre ayarlı sekiz geri beslemeli denetleç sınamıştır. Bu çalışmada

ayar değişkeni ısıtma hızı, denetim değişkeni ise tepkime sıcaklığıdır.

Şimdiki çalışma, anılan kesikli tepkime kabının sıcaklığının geri beslemeli ve model

öngörmeli denetimini Matlab’a dayalı benzetim yoluyla araştırmıştır. İlk aşamada,

Ünal’ın (1995) yaklaşımı Matlab’a uyarlanmış, açıkçevrim, oransal, integral, türevsel

ve dinamik matrisli kontrol ediciler için Matlab yazılımları geliştirilmiştir. Sonuçlar

doğrulandıktan sonra, bir üst yazılım olan Matlab Simulink ortamına geçilmiş, bir de

S-işlevsel kutusu kullanılarak benzetim sonuçları elde edilmiş ve sonuçlar bir kez daha

doğrulanmıştır. Böylece model, ayrıca Simulink ortamında kullanılmaya hazır hale

getirilmiştir.

Page 27: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

16  

2. KURAMSAL TEMELLER

2.1 Dinamik Matrisli Denetim

Bu kesimdeki bilgiler Koçak’ın yayınlanmamış bir çalışmasından1 alınmıştır. Tek girdi-

tek çıktı (SISO) dinamik matrisli denetimin (DMC) dayanağı, doğrusal sayılan sürecin y

denetim değişkenini TS süreli aralarla NT kez örnekleyerek oluşturulan bir basamak ya

da dürtü yanıtımı modelidir. Üç ayrı ufuktan söz edilen yaklaşımda, katlama diye de

nitelenen modelin ufku NT’dir. Kestirim ufku NV, işletimde her örnek zamanı (her

adımda) geleceğin kaç y değerinin; denetim ufku NU, şimdiki yanında kaç ileri ayarın

göz önünde tutulacağını gösterir.

Ayardaki basamak bozu m u(t) , y örnekleri 1 2 3 NTc ,c ,c , , cK  ise katlama model

i ib c / m, i 1(1)NT, t TS,2TS, , NT*TS= = = K (2.1)

olur. t 0=   anında 1m u(t) ve t TS=   anında 2m u(t-TS) ayar sapıntısı olsun. Başka

etki verilmezse y’nin ilk yatışkınlıktan sapıntısı, doğrusallık gereği, şöyle değişecektir:

0

1 1 1

1 2 1 1 2

2 3 1 2 2

t 0, y 0t 1 TS, y b mt 2 TS, y b m b mt 3 TS, y b m b m

= == == = += = +

L  

NU ayar ve NV kestirim için y A m= biçiminde genelleşen bu yanıtımın dinamik

matrisi A şöyle doldurulur:

                                                            1  Koçak, M.Ç., Dinamik Matrisli Denetim, yayınlanmamış çalışma.(Ankara Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü, Tandoğan ANKARA)

 

Page 28: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

17  

1

2 1

3 2 1

NV NV 1 NV 2 NV 1 NU

b 0 0 0b b 0 0b b b 0A

b b b b− − + −

⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥=⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦

L

L

L

L L L L L

L

(2.2)

Kestirim ufkunda üç yanıtım tanımlanır: açıkçevrim OLy , düzeltilmiş açıkçevrim *OL

y

ve kapalıçevrim CLy . Burada,  OLy katlama modelin geçmiş ayarlara yanıtımıdır. *OL

y ,

bunun eldeki son ölçüme dayanarak düzeltilmişidir. CLy ise tasarlanacak ayarlara

yanıtımın *OL

y ile toplamıdır. Katlama modele dayalı şimdiki y kestirimi OL,0y , buna

karşılık ölçülen değer mey olsun. NS.   örnekleme anında kestirim ufkundaki bir i. noktada hata CL,iE için

*OL,i OL,i me OL,0

me OL,i OL,0NS 1 NS 1

me i k NS k k NS kk 1 k

NS 1me i k k NS k

k 1

y y (y y )

y (y y )

y b m b m

y (b b ) m

− −+ − −

=−

+ −=

= + −

= + −

= + −∑ ∑

= + −∑

(2.3)

NU*CL,i OL,i i 1 k NS 1 k

k 1k i

y y b m+ − − +=≤

= + ∑ (2.4)

setCL,i CL,iiE y y= − (2.5)

yazılabilir. 1W hatalar, 2W ise ayarlar için seçilen birer ağırlık matrisi olmak üzere

T T1 2CL CLJ E W E m W m= + (2.6)

diye tanımlanan bir erekişlevi en aza indiren m,  en küçük kareler yönteminden (Seborg

vd. 1989, Luyben 1990) bulunur:

* set *DMC DMCOL OLm K E K (y y )= = − (2.7)

T 1 TDMC 1 2K (A W A W ) A W−= +     (2.8)

Page 29: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

18  

Burada geçen DMCK geribesleme kazanç matrisidir. Çıkacak m ’nin ilk üyesi de şimdi

uygulanacak ayar sapıntısıdır, başka deyişle m(1) m(NS)= . Denklem genellikle 1W I=

ve 22W f I= alınarak yalınlaştırılır:

T 2 1 TDMCK (A A f I) A−= + (2.9)

Özellikle 2f 0= kullanımı ile

T 1 TDMCK (A A) A−= (2.10)

olur. Dinamik Matrisli denetimin algoritması şöyle özetlenebilir:

İlk evrede, sürecin basamak yanıtımından elde edilen katlama model b ile A dinamik

matrisinin doldurulması vardır. İkinci evrede, 1W ve 2W seçiminin ardından

DMCK bulunur. Üçüncü evre, NS sayacının belli NSL değerine dek, her örnek zamanı

bir kez, aşağıdaki adımları yineleyen bir döngüdür:

a) Denetim değişkeni ölçümü mey ,

b) Denklem (2.3) yardımıyla NV tane *OLy üyesinin bulunması,

c) Denklem (2.7) yardımıyla NU tane ayar sapıntısının

m(NS),m(NS 1), ,m(NS NU 1)+ + −K eldesi,

d) Bu m üyelerinden birincisini TS süreli uygulayıp (a) şıkkına dönülmesi. (Ötekiler

nasılsa atılacağından yalnızca ilk ayar sapıntısını saptamakla yetinilebilir.)

sety ve mey değişimlerini de göz önünde tutarak yapılan ayarın, ancak örnekten örneğe

güncellendiği açıktır.

Seborg vd. (1989), iletim işlevi belli bir sürecin katlama modeline dayalı iki DMC

tasarımını yapıp erekdeğer ve yük yanıtımlarını geribesleme döngüleriyle

karşılaştırmıştır. Örneğin iletim işlevi

Page 30: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

19  

s

P LeG G

(10s 1) (5s 1)

−= =

+ + (2.11)

olarak verilmiştir. Kaynakta gösterilmeyen aşağıdaki ayrıntılar, olayı iyice

aydınlatmaktadır. Birim basamak yanıtımı;  y(s) ’yi Hevisayd yöntemine göre tikel

kesirlerine parçalayıp ters Laplas dönüşümü yardımıyla zaman bölgesine geçirerek

kolayca bulunur:

s

sP

1 e 1 1 20 5y(s) G (s) ( ) es (10s 1) (5s 1) s s 10s 1 5s 1

−−= = = − +

+ + + + , (2.12)

1 0.1t 0.2 t1 20 5L u(t) 2e u(t) e u(t)s 10s 1 5s 1

− − −⎛ ⎞− + = − +⎜ ⎟+ +⎝ ⎠

(2.13)

0.1(t 1) 0.2(t 1)y(t) u(t 1) 2e u(t 1) e u(t 1)− − − −= − − − + − (2.14)

(Ters dönüşümde se− dışarda tutulmuş, sonra zaman bölgesinde t  yerine t 1− koyarak

ölü zaman ötelemesi yapılmıştır.)

TS 1, NT 70 ve m 1= = =   alınarak saptanan katlama model Çizelge 2.1’de özetlidir.

2f 0, NU 1ve NV 3= = = seçildiğinde

0.00000

A 0.009060.03286

⎡ ⎤⎢ ⎥= ⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦

, [ ]TA A 0.0011619= ,  [ ]T 1(A A) 860.69− = ,

[ ]T 1 TDMCK (A A) A 0.00000 7.7978 28.2822−= =

olur. Denetim değişkeni y ve ayar değişkeni m Çizelge 2.2’deki gibi değişmektedir.

Çizelge 2.1 Katlama modelin ilk 10 ve son 10 üyesi

i bi i bi

i bi i bi

1 0.00000 6 0.15482 61 0.99505 66 0.997002 0.00906 7 0.20357 62 0.99552 67 0.997283 0.03286 8 0.25343 63 0.99595 68 0.997544 0.06718 9 0.30324 64 0.99633 69 0.997775 0.10869 10 0.35216 65 0.99668 70 0.99799

Page 31: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

20  

Çizelge 2.2 Sürecin sety u(t)= erekdeğer bozusuna yanıtımı ( 2f 0, NU 1ve NV 3= = = )

NS t 0y y− mNS-m0 Toplam m-m0

1 0 0.0000 36.0805 36.08052 1 0.0000 -41.7163 -5.63583 2 0.3267 -3.7860 -9.42174 3 0.8078 5.7680 -3.65385 4 1.0187 3.9910 0.33726 5 1.0471 1.1698 1.50707 6 1.0232 -0.0936 1.41358 7 1.0042 -0.2751 1.13849 8 0.9980 -0.1383 1.000010 9 0.9981 -0.0263 0.9738

2Öte yanda, f 0, NU 2 ve NV 4= = = durumunda

0.00000 0.000000.00906 0.00000

A0.03286 0.009060.06718 0.03286

⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥=⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦

, 3 3

T3 3

5.674e 2.505eA A

2.505e 1.162e

− −

− −

⎡ ⎤⎢ ⎥=⎢ ⎥⎣ ⎦

,

T 1 3660 7891(A A)

7891 1787− −⎡ ⎤

= ⎢ ⎥−⎣ ⎦, DMC

0.0000 33.1406 48.7898 13.4466K

0.0000 71.4577 97.4050 57.2786−⎡ ⎤

= ⎢ ⎥− −⎣ ⎦

olur. Yanıtım Çizelge 2.3’tedir.

Çizelge 2.3 sety u(t)= erekdeğer bozusuna yanıtımı ( 2f 0, NU 2 ve NV 4= = = )

NS t 0y y− mNS-m0 Toplam m-m0

1 0 0.0000 68.4837 68.48372 1 0.0000 -130.4558 -61.97203 2 0.6202 74.3919 12.41984 3 1.0689 -13.4908 -1.07105 4 0.9875 2.4465 1.37566 5 1.0023 -0.4437 0.93197 6 0.9996 0.0805 1.01248 7 1.0001 0.026 0.99789 8 1.0000 0.0026 1.000410 9 1.0000 -0.0005 0.9999

Page 32: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

21  

Yük Lm u(t)= , sety 0= olsun. Bu durumda sürecin DMC altında yük yanıtımı Çizelge

2.4’deki gibidir.

Çizelge 2.4 Sürecin Lm u(t)= yük bozusuna yanıtımı

2f 0, NU 1ve NV 3= = = 2f 0, NU 2 ve NV 4= = =

NS t 0y y− mNS-m0 Toplam m-m0 0y y− mNS-m0 Toplam m-m0

1 0 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 2 1 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 3 2 0.0091 -0.3267 -0.3267 0.0091 -0.6202 -0.6202 4 3 0.0329 -0.4810 -0.8078 0.0329 -0.4487 -1.0689 5 4 0.0642 -0.2109 -1.0187 0.0616 0.0814 -0.9875 6 5 0.0936 -0.0284 -1.0471 0.0842 -0.0148 -1.0023 7 6 0.1152 0.0239 -1.0232 0.0992 0.0027 -0.9996 8 7 0.1286 0.0190 -1.0042 0.1086 -0.0005 -1.0001 9 8 0.1357 0.0062 -0.9980 0.1136 -0.0001 -1.0000 10 9 0.1384 -0.0001 -0.9981 0.1155 -0.0000 -1.0000

Tüm sonuçlar, kaynaktaki Seborg vd. (1989) çizimlerle uyumludur. DMC

uygulamalarında iki noktaya özenle eğilinmelidir. Birincisi, sapıntı ve toplam

değişkenlerin ayırt edilmesidir. İkincisi ise mey doğrudan süreçten değil de onun yerini

tuttuğu umulan bir iletim işlevinden geldiğinde, ölçüme hem yüklerin hem önceki

ayarların etki yaptığının unutulmamasıdır.

2.2 Soğutma Ceketli Kesikli bir Polimerleşme Kabının Modellenmesi

Denetim araştırmalarına doğal bir kuramsal başlangıç; zaman bölgesinde, cebirsel-

diferansiyel bir modelin eldesidir. Genelde sakınıma dayanan kimya mühendisliği

modellerinde taşınım, denge ve kinetik ile ilgili katkılar da olayına göre yer alır.

Bu çalışmada, stirenin polimerleştiği soğutma ceketli bir kesikli tepkime kabı için

Ünal’ın (1995) geliştirdiği sakınıma dayalı model kullanılmıştır. Modelin toplam dört

Page 33: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

22  

adet diferansiyel denklemi, tepkime kabı ve ceket için enerji denklikleri ile monomer ve

başlatıcı için kütle denkliklerinden türetilmiştir.

Kesikli işletilen tepkime kabında (Şekil 2.1), madde giriş-çıkışı yoktur. Birden atılan

başlatıcının tetiklediği tepkime, monomer ve başlatıcıyı azaltırken polimeri çoğaltmakta

ya da uzatmaktadır. İçeriden ısıtılan, tepkime nedeniyle de ısı salınan kap; cekete oradan

da çevreye ısı yitirmektedir. Fiziksel ya da kimyasal dengenin konu olmadığı bu sürecin

Kesim 1.2.1’de sunulan kinetik hız denklemleri, ufak bir eklentiyle, aşağıda

yinelendikten sonra, matematiksel modelin kalanı betimlenmektedir.

Şekil 2.1 Kesikli polimerleşme kabı

2.2.1 Kinetik

Karagöz (1991); başlama, büyüme ve sonlanma adımları için Çizelge 2.5’de görülen

aktivasyon enerjisi değerlerini ve referans sıcaklığı olan 303.15 K’deki hız sabitlerini

vermiştir.

Çizelge 2.5 Kinetik veriler

Aktivasyon Enerjisi Hız sabiti iE =28800 kal gmol-1 iRk =4.94 10-8 s-1

pE =7400 kal gmol-1 pRk =72.5 10-3 s-1

tE =2370 kal gmol-1 tRk =66.5 10-3 s-1

ciT  

ceT  T MC IC

Page 34: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

23  

Başka sıcaklıklardaki hız sabitleri ise aşağıdaki eşitliklerden bulunabilir:

TTR=(1/TR - 1/T) (2.15)

iE .TTR / Ri iRk k e= , pE .TTR / R

p pRk k e= , tE .TTR / Rt tRk k e= (2.16)

Monomer ve başlatıcı tepkime hızı için

k= pk (2f ik / tk )0.5 (2.17)

             MR =k MC IC 0.5 (2.18) 

MM

dC Rdt

− =                                                                                                                          (2.19)

           

Ii I

dC k Cdt

− = (2.20)

yazılabilir. (Kesim 1.2.1)

2.2.2 Matematiksel model

Durum değişkenlerinin tepkime kabı sıcaklığı, soğutma ceketi sıcaklığı, monomer

derişimi ve başlatıcı derişimi olan bu modelde şu varsayımlar yapılmıştır:

a) Başlatıcı radikalinin etkinliği f=0.5 olarak alınabilir.

b) Tepkime kabının hacmi, ısı aktarım alanı, çözeltinin özgül ısısı, soğutma suyunun

özgül ısısı ve giriş sıcaklığı değişmeyerek, sabit kalmaktadır.

c) Rotari viskozimetresi ve dipten gönderilen azot gazı ile yapılan karıştırma tam

olduğundan, derişimler ve sıcaklık tepkime kabının her noktasında aynıdır.

d) Çözeltinin başlangıç viskozitesi; sıcaklığa, monomer ve başlatıcı derişimlerine şöyle

bağlıdır:

3 3 2 30 0 M0 I03.727*10 T 3.009*10 C 327.6C− −µ = + − (2.21)

e) Ortalama molekül ağırlığı MW=104 olmak üzere, çözelti viskozitesinin sonraki

değişimi;

Page 35: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

24  

-3(0.6539+0.5888+1) 0.6539 0.58880 M M0 I I0µ=µ +10 0.9615 ((C -C ) MW) (C -C )

f) Reaksiyon ortamında meydana gelen viskozite değişimlerinin çalışma koşulları

içerisinde reaksiyon kinetiğine etkisi yoktur.

g) Polimerleşmenin tepkime ısısı, büyüme evresindekine eşit olup işletim süresince aynı

değerde kalmaktadır.

h) Tepkime kabı ve soğutma ceketi arasındaki camın ısı kapasitesi ihmal edilebilir.

i) Ceketten çevreye yitirilen ısı QLOSS=13.56 kal s-1

j) Tüm ısı aktarım katsayısı U ile µ’yu birbirine U=1/(S µ0.33 +FF) eşitliği bağlar.

Burada FF=0.0660339, S=0.062345 değerindedir.

Soğutma ceketli kesikli bir polimer reaktörünün matematiksel modeli kütle ve enerji

denklikleri şeklinde ifade edilmiştir. Çizelge 2.5 ve eşitlik 2.15-2.18’den MR  

hesaplandıktan sonra durum denklemlerinde kullanılır.

M c

p

dT Q ( H) R V U A (T T )dt V C

+ −∆ − −=

ρ (2.22)

c pc ci ce cc LOSSc c pc

M C (T T ) U A (T T ) QdTdt V C

− + − −=

ρ (2.23) 

MM

dC Rdt

= − (2.24)

Ii I

dC k Cdt

= − (2.25)

Modelde cT ikinci durum değişkeni olmakta ve ceket çıkış sıcaklığı

ceT , ce c ciT 2T T= − eşitliğinden güncellenerek elde edilmektedir.

Page 36: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

25  

3. MATERYAL VE YÖNTEM

Bu bölüm; yararlanılan deneysel verileri ve dinamik benzetim yaklaşımını

tanıtmaktadır.

3.1 Deneysel Tanıtım

Kesikli işletilen bir stiren polimerleşme kabının sıcaklık denetimini konu alan bu

çalışmada, denetim değişkeni tepkime sıcaklığı (T); ayar değişkeni ise ısıtma hızıdır

(Q). İkisi açıkçevrim, ikisi kapalıçevrim toplam dört deneyin verileri; kesikli

polimerleşmenin sıcaklık denetiminde çevrimiçi bilgisayarlı PID uygulayan önceki bir

çalışmadan (Karagöz 1991) alınmıştır. Aynı verileri kullanan Ünal (1995); bu deneyleri,

sırayla EOL2, EOL5, ECL1ve ECL2 ile simgelemiştir.

3.1.1 Açıkçevrim iki deney

EOL2 şöyle gerçekleşmiştir. Yatışkın koşuldaki dizgenin tepkime sıcaklığı T=90 °C ve

ısıtma hızı Q=40.5 kal/s iken birden %1’lik başlatıcı eklenerek tepkimenin

başlatılmasının ardından T düzgün bir artışa geçmiş, 40 dakikada 110 °C’a yükselmiş,

sonra azalarak 80 dakikada 100 °C civarında yeniden yatışkınlaşmıştır. Viskozitenin ilk

değeri 0.5 cp, son değeri ise 5.5 cp’dir. Dönüşüm ise 0’dan % 55’e değişmiştir.

EOL5’te başlatıcı atıldığı sırada ısıtma hızına pozitif bir basamak etki verilip Q=43.8

kal/s yapılması söz konusudur.

EOL5 için çizilen sıcaklık tepki eğrisinden, Kesim 1.1.1’de anlatılan Smith ve Corripio

(1985) yöntemine göre (Denklem 1.3) elde edilen FOPDT modeli şudur:

dK exp ( t s)G(s)τ s 1

−=

+ , K=8.788 K s kal-1 , τ =22.5 dak , dt =0.5 dak.

Page 37: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

26  

3.1.2 Kapalıçevrim iki deney

ECL1 deneyinde PID denetleç parametreleri; elle ayarlama ile en iyileme sonucunda,

cK =14 K s kal-1 , Iτ =6 dk, dτ =0.5 dk bulunmuştur. Dizge EOL2 ile aynı yatışkın

koşulda ve erekdeğer T=90 °C iken tepkime başlatıldığında bu parametreler başarılı

görülmüştür (Karagöz 1991). Öte yanda, ECL2 deneyi, Cohen-Coon yöntemine göre

saptanan denetleç parametrelerini ( cK =6.9 K s kal-1 , Iτ =1.3 dk, dτ =0.2 dk), aynı

koşullar ve erek değer ile kullanmıştır.

3.2 Dinamik Benzetim

Çalışmaya konu olan kesikli tepkime dizgesinin benzetimi, Matlab ortamında (sürüm

7.8.0.347 R2009a) gerçekleştirilmiştir. Çizelge 3.1, yazılımda kullanılan simgeleri

göstermektedir. Çalışmada yaratılan yazılımın çoğu, topluca Ek 1’de yer almaktadır.

Çizelge 3.1 Yazılımda kullanılan simgeler

Simge Açıklama

ACCUI PI ve PID için hata integrali (K s) AH Isı aktarım alanı (m2) BMC Soğutma suyu debisi (kg s-1) CKV Sayısal-örneksel çevirici/ısıtıcı kazancı (kal s-1 çoklu-1) CMW Polimerin ortalama molekül ağırlığı CNV Monomer dönüşümü (%) CI0D Başlatıcı derişimi bozusu (gmol m-3) DELH Tepkime ısısı ∆H (kal gmol-1) DM Denetleç çıktısının sapması (çoklu olarak) DQ Denetleç çıktısının toplam sapması (çoklu olarak) DQH DQ için üst sınır (çoklu olarak) DQL DQ için alt sınır (çoklu olarak) ER Denetleç için hata E (K) ERL Bir önceki adımdaki E (K) FBKC KDMC, geri besleme kazanç matrisi FK Başlatıcı radikali etkinliği HH İntegrasyon adım boyu (s) IQ Denetleç çıktısının ilk değeri (çoklu olarak)

Page 38: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

27  

Çizelge 3.1 Yazılımda kullanılan simgeler (devam)

TT Zaman (s) XX Durum dizinlisi XXD Durum türevleri dizinlisiVIS Çözelti viskozitesi (cp)VISS Çözelti viskozitesi (kg m-1 s-1)

3.2.1 reactor.m kütüğü

Çizelge 3.2, tepkime kabı modelini (Kesim 2.2) barındıran reactor.m kütüğünü

göstermektedir. Daha önce (Kesim 1.1.5) anlatıldığı gibi, reactor işlevi, tümlev sürücü

çağırdığında aldığı bağımsız değişken tt ve durum değişkenlerinden (XX), türevleri

hesaplayıp XXD kolon vektörü olarak geri yollamaktadır. İkinci sırada yer alan globl,

evrensel paylaşım deyimi global için yazılmış bir saplama kütüktür (Çizelge 3.3).

Çizelge 3.2 Tepkime kabı modelini barındıran reactor.m kütüğü

Sıra Kütük 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

function XXD=reactor(tt,XX) globl T=XX(1); TC=XX(2); CM=XX(3); CI=XX(4); DELCM=CM0-CM; DELCI=CI0-CI; CNV=DELCM/CM*100; VIS=VIS0+3.7266e-6*(T-273.15); if CI0 ~= 0 VIS=VIS+VISP10*0.9615*(DELCM*CMW)^0.6539*(DELCI)^0.5888; end TCE=2*TC-TCI; U=1/(S*VIS^0.33+FF); TTR=1/TR-1/T; AKI=AKIR*exp(EIR*TTR); AKP=AKPR*exp(EPR*TTR); AKT=AKTR*exp(ETR*TTR); RM=AKP*CM*sqrt(2*FK*AKI*CI/AKT); XXD(1)=(Q+DELH*RM*V-U*AH*(T-TC))/VRCP; XXD(2)=(BMC*CPC*(TCI-TCE)+UC*AH*(T-TC)-QLOSS)/VRCPC; XXD(3)=-RM; XXD(4)=-AKI*CI; XXD=XXD'

Page 39: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

28  

Çizelge 3.3 globl.m kütüğü

global T0 TCI TCE0 TC0 CM0 CI0 TR Q DELH CMW R V VC RO ROC CP… CPC VRCP VRCPC VH AH S FF FK QLOSS EIR EPR ETR AKIR AKPR… AKTR BMC VIS0 VISP10 YSET

3.2.2 batchol.m kütüğü

Bu kütük (Çizelge 3.4), açıkçevrim denemeler için yazılmıştır. Durum değişkenlerinin

tt=0 anındaki değerleri, dördüncü satırda XX0 vektörüne doldurulmaktadır. Yedinci

satırda, tümlev için ode45 sürücüsüne başvurulurken ona türevleri alacağı işlevin adı

tırnak içinde bildirilmektedir. Sürücünün çıktısı tt ve xx, basım aralığına göre

düzenlenmiş zaman kolonu ve durum değişkeni matrisidir. Sekizinci satırdaki disp

komutu, ekrandan döküm almak içindir.

Çizelge 3.4 batchol.m kütüğü

Sıra Kütük 1 2 3 4 5 6 7 8

globl pol0; ts=0:150:300; XX0=[T0 TC0 CM0 CI0]'; HH=5; disp(' OPENLOOP') disp(' t T TC CM CI TCE') [tt,xx]=ode45('reactor',ts, XX0); disp([tt/60; xx(:,1)-273.15; xx(:,2)-273.15; xx(:,3)/1000; xx(:,4); 2*xx(:,2)-TCI-273.15])

İkinci satırda yer alan pol0 komutu, bir saplama kütükteki (Çizelge 3.5) değişken

atamalarını yaptırmaktadır.

Çizelge 3.5 pol0.m kütüğü

IQ0=162; Q0=40.5; CKV=Q0/IQ0; CMW=104; BMC0=5E-4; R=1.987; TR=303.15; EIR=28800/R; EPR=7400/R; ETR=2370/R; AKIR=4.94e-8; AKPR=72.5e-3; AKTR=66.5e+3; V=1.1e-3; RO=984.72; CP=548.35; AH=0.0611; VC=0.98e-3; ROC=994.586; CPC=997.95;

Page 40: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

29  

Çizelge 3.5 pol0.m kütüğü (devam)

DELH=11500; VH=V*DELH; VRCP=V*RO*CP; VRCPC=VC*ROC*CPC; FF=0.0660339; S=0.062345; QLOSS=13.56; FK=0.5; t=0; BMC=BMC0; T0=363.15; TCI=289.15; TCE0=343.15; TC0=(TCE0+TCI)/2; CM0=6.1095e3; CI0=26.27; VISP=-3*(0.6539+0.5888+1); VISP10=10^VISP; VIS0=3.009e-12*CM0^2-327.56e-12*CI0^3; CI00=0; IQD=0; CI0D=CI0; IQ=IQ0+IQD; DQ=0; ACCUI=0; ERL=0; YSET=363.15;

Çizelge 3.6, açıkçevrim batchol.m kütüğünün örnek bir çıktısını vermektedir.

Çizelge 3.6 Açıkçevrim batchol.m kütüğünün örnek bir çıktı parçası

t T TC CM CI TCE 0 90.0000 43.0000 6.1095 26.2700 70.0000 2.5000 91.1568 43.0713 6.0223 25.7118 70.1427 5.0000 91.6000 43.1931 5.9322 25.1193 70.3862 7.5000 91.7738 43.2988 5.8425 24.5220 70.597 10.0000 91.8411 43.3726 5.7545 23.9318 70.7452

İstenirse batchol.m kütüğünün yedinci satırındaki ode45 çağrısı yerine, Euler tümlev

yöntemi için bir takım komutlar (Çizelge 3.7) sokulabilmektedir. Bu çalışmada, ode45

ile Euler çok yakın sonuç verdiğinden, izleyen programlarda görece hızlı olan Euler

yeğlenmiştir.

Çizelge 3.7 batchol.m kütüğünde Euler tümlev sürücüsüne uyarlama

Sıra Kütük 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

XX=XX0; t=0; for i=1:50 tt(i)=t; xx(i, :)=XX'; for j=1:30 Q=(IQ+DQ)*CKV; XXD=reactor(tt,XX); t=t+HH; XX=XX+HH*XXD; end end tt=[tt';t] ; xx=[xx;XX']

Page 41: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

30  

3.2.3 Kapalıçevrim benzetim

Şekil 3.1, PID için durum değişkenleri eklendikten sonraki tümlev döngüsünü

Koçak’taki (2009) benzetim yapısında göstermektedir.

Şekil 3.1 Kapalıçevrim benzetim yapısı

Çizelge 3.8, PID denemeleri için hazırlanan batchpid.m kütüğünü sergilemektedir. Bu

kütükte, hata tümlevi ACCUI beşinci durum değişkeni olmaktadır. Denetleç

denkleminde (13. satır) geçen hata türevini simgeleyen ERD, on ikinci satırda adım

sonlarında geri fark olarak saptanıp on üçüncü satırda ayar değişkeni DM’nin hesabında

kullanılmaktadır.

Çizelge 3.8 batchpid.m kütüğü

Sıra Kütük 1 2 3 4 5 6

globl pol0; KFB=6.9; TAUR=1.3*60; TAUD=0.2*60; YSET=363.15; disp(' CLOSEDLOOP') disp(' KFB TAUR TAUD') disp([KFB TAUR TAUD]) ts=0:150:300; XX0=[T0 TC0 CM0 CI0 ACCUI]'; HH=5;

Sürücü

T

TC

CM

CI

ACCUI

T ’

TC’

CM’

CI’

ER

  reactor 

PID      eki 

model

Page 42: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

31  

Çizelge 3.8 batchpid.m kütüğü (devam)

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

disp(' t T TC CM CI TCE') XX=XX0;t=0; for i=1:10 tt(i)=t; xx(i, :)=XX'; for j=1:30 T=XX(1); ACCUI=XX(5); ER=YSET-T; ERD=(ER-ERL)/HH; ERL=ER; DM=KFB*(ER+ACCUI/TAUR+TAUD*ERD); DQ=DM; Q=(IQ+DQ)*CKV; XXD=reactor(t,XX); XXD(5)=ER; t=t+HH; XX=XX+HH*XXD; end end tt=[tt';t] ; xx=[xx;XX']; disp([tt/60 xx(:,1)-273.15 xx(:,2)-273.15 xx(:,3)/1000 xx(:,4) 2*xx(:,2)-TCI-273.15]);

Denetim algoritması değişince yapılacak uyarlama çok değildir. Çizelge 3.9, dinamik

matrisli denetim ile kapalı çevrim denemeler için yazılmış olan batchdmc.m adlı kütüğü

vermektedir.

Çizelge 3.9 batchdmc.m kütüğü

Sıra Kütük

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

globl pol0 disp(' CLOSEDLOOP') disp(' DMC') % keep NSL<NT! dmc0 ts=0:150:300; XX0=[T0 TC0 CM0 CI0]'; HH=5; disp(' t T TC CM CI TCE') XX=XX0; t=0; for NS=1:NSL T=XX(1); TME=T-T0; [TOTM,DM]=dmcrun(NS,TME,FBKC,B,DM,TSET,TOLS); DQ=TOTM; tt(NS)=t; xx(NS,:)=XX'; for j=1:30 Q=(IQ+DQ)*CKV; XXD=reactor(t,XX); t=t+HH; XX=XX+HH*XXD; end end

Page 43: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

32  

Çizelge 3.9 batchdmc.m kütüğü (devam)

19

20

tt=[tt';t] ; xx=[xx;XX']; disp([tt/60 xx(:,1)-273.15 xx(:,2)-273.15 xx(:,3)/1000 xx(:,4) 2*xx(:,2)-TCI-273.15]

Beşinci satırda geçen dmc0; modelin NT, NU, NV, F2, NSL ve TS parametrelerinin

atanmasından sonra (Çizelge 3.10), dmcini2 işlevi yardımıyla geribeslemeli kazanç

matrisinin (FBKC) bulunmasını sağlamaktadır. DMC algoritmasını işleten komut,

onuncu satırda geçen dmcrun2 işlevidir.

Çizelge 3.10 dmc0.m kütüğü

1 2 3 4 5 6 7

B=[0.8 1.6 2.5 3.4 4.4 5.5 6.7 8.1 10.1 10.8 11.8 12.1]/13; NT=12; NU=2; NV=2; F2=0; NSL=11; TS=150; %NU=1; NV=3; F2=0; NSL=10; disp(' NT NV NU F2 TS NSL') disp([NT NV NU F2 TS NSL]) DM=zeros(NSL,1); ; TSET=zeros(NV,1); TOLS=zeros(NV,1); Y0=0; FBKC=dmcini(NV, NU, F2, B(1:NV)');

3.3 Simulink Ortamında Benzetim ve S-İşlevi Kutusu

Bu çalışmada Simulink ortamında eğrisel S-işlevi kutusu kullanan benzetim yaklaşımı,

polimerleşme sıcaklığına P denetim uygulaması ile açıklanacaktır. Şekil 3.2,

polymer_p.mdl adlı kütükte kayıtlı çizeneği göstermektedir. Buradaki S-işlevi

kutusundan gelen dörtlü çıktı, bir demux üzerinden bileşenlerine ayrılmaktadır. Çizelge

3.11, anılan kutu ile ilintili polymer_sfcnp işlev kütüğünü sergilemektedir. İşlev; savlıkta

yer alan flag adlı bayrağın değerinin 0, 1, 3 ya da 4 olmasına göre, sırayla, başlangıç,

türev, çıktı ve sonlanma kesimindeki komutlara yönlenmektedir. Tüm türevleri sunmak,

batchpid.m kütüğünden (Çizelge 3.8) elde edilen reactorp işlevinin (Çizelge 3.12)

görevidir. Simulink koşusunu, [tt,XX]=sim(‘polymer_pid’) komutu başlatır.

                                                            2  dmcini ve dmcrun işlevleri,  Prof.Dr.M.Ç.KOÇAK’tan (Ankara Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü, Tandoğan ANKARA) sağlanabilir. 

Page 44: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

33  

Açıkçevrim, P, PI, ve DMC denemeleri için koşut uyarlamalar şunlardır:

a) Çizenekte, S-işlevi kutusu ile ilintili işlev adını değiştirmek,

b) Çizeneği yeni bir kütüğe kaydetmek,

c) İlintili işlev kütüğünde durum değişkeni sayısını ve türev için çağırdığı kütüğün adını değiştirmek,

d) Türev kütüğünü güncellemek.

Denemeler, önceki Fortran (Ünal 1995) ve Matlab sonuçlarını vermiştir.

Çizelge 3.11 S işlevi kullanan Oransal denetleçli polymer_sfcnp kütüğü

Sıra Kütük 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

function [sys,XX0,str,ts]= polymer_sfcnp (tt,xx,u,flag) switch flag case 0 % i n i t i a l i z e XX0=[363.15 316.15 6.1095e+3 0.02627e+3]; tt=0:150:3000; str=[ ] ; ts=[ ]; s.NumContStates = 4 ; s.NumDiscStates = 0 ; s.NumOutputs = 4 ; s.NumInputs = 0 ; s.DirFeedthrough = 0 ; s.NumSampleTimes = 1 ; sys = simsizes(s) ; case 1 % d e r i v a t i v e s sys=reactorp(tt,xx); case 3 % o u t p u t sys = xx; case {2 4 9} sys =[ ]; otherwise error(['unhandled flag =',num2str(flag)]) ; end

Page 45: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

34  

Şekil 3.2 Kapalıçevrim, Oransal (P) denetim simülasyonu blok diyagramı

Çizelge 3.12 reactorp.m kütüğü

Sıra Kütük 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

function XXD=reactorp (tt,XX) globl pol0 KFB=14; YSET=363.15; T=XX(1); TC=XX(2); CM=XX(3); CI=XX(4); DELCM=CM0-CM; DELCI=CI0-CI; CNV=DELCM/CM*100; VIS=VIS0+3.7266e-6*(T-273.15); if CI0 ~= 0, VIS=VIS+VISP10*0.9615*(DELCM*CMW)^0.6539*(DELCI)^0.5888; end TCE=2*TC-TCI; U=1/(S*VIS^0.33+FF); TTR=1/TR-1/T; AKI=AKIR*exp(EIR*TTR); AKP=AKPR*exp(EPR*TTR); AKT=AKTR*exp(ETR*TTR); RM=AKP*CM*sqrt(2*FK*AKI*CI/AKT); ER=YSET-T; DM=KFB*ER; DQ=DM; Q=(IQ+DQ)*CKV; XXD(1)=(Q+DELH*RM*V-U*AH*(T-TC))/VRCP; XXD(2)=(BMC*CPC*(TCI-TCE)+UC*AH*(T-TC)-QLOSS)/VRCPC; XXD(3)=-RM; XXD(4)=-AKI*CI; XXD=XXD';

T

Tepkime sıcaklığı

polymer_sfcnp

S-FunctionCM

Monomer derişimi

TC

Ceket sıcaklığı

CI

Başlatıcı derişimi

Page 46: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

35  

4. ARAŞTIRMA BULGULARI:

Bu bölümde, soğutma ceketli kesikli bir polimerleşme tepkime kabının Ünal modeli

kullanılarak yapılan dinamik benzetiminin çözümü için üçüncü bölümde tanıtılan

yazılımların açıkçevrim, geri beslemeli denetim ve dinamik matrisli denetim

uygulamalarının sonuçları yer almaktadır. Ayrıca bu sonuçların Ünal’ın yapmış olduğu

çalışmadan elde ettiği sonuçlar ile Karagöz’ün (1991) yapmış olduğu deneysel

çalışmadan elde ettiği sonuçlarla kıyaslanması yapılmaktadır.

4.1 Açıkçevrim Denemeler

Çizelge 4.1’de açıkçevrim denemeler özetlenmektedir. Tüm uygulamalarda tümlev

adımı HH 5 saniye alınmış ve Euler ya da Runge seçiminin model üzerine etkisi

araştırılmıştır. Isıtma hızı artışı IQD ise ikinci açıkçevrim deney (OL2) için 0, beşinci

(OL5) için 13 çokludur.

Çizelge 4.1 Açıkçevrim denemeler

Deneme Tümlev yöntemi Q (kal s-1) IQD (çoklu)

102 (OL2) Runge 40.5 0

112 (OL5) Runge 43.8 13

103 (OL2) Euler 40.5 0

113 (OL5) Euler 43.8 13

Ayrıntılı dökümü Ek 2’de verilen açıkçevrim sonuçlar, dil ve yapı değişimine karşın,

önceki çalışmadakiler (Ünal 1995) ile aynıdır. Sıcaklık değişimlerini sergileyen Çizelge

4.2’de; EOL2 ve EOL5 deneysel ölçümleri (Karagöz 1991) yanında, Çizelge 4.1

bağlantılı olarak adlandırılmış benzetim koşutları görülmektedir. Euler ve Runge tümlev

yöntemleri arasındaki çıktı farkı kabul edilebilir düzeydedir.

Page 47: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

36  

Çizelge 4.2 Açıkçevrim tepkime sıcaklığı değişimleri

Zaman(dak) EOL2 (K) EOL5 (K) U102 (K) U103 (K) U112 (K) U113(K)

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.5 2.0 2.5 1.7211 1.7211 2.5 2.5329

5.0 4.0 4.0 3.3564 3.3564 4.9 4.9683

7.5 5.5 7.5 4.9545 4.9545 7.3 7.3979

10.0 7.5 10.0 6.5467 6.5467 9.8 9.8894

12.5 9.0 13.5 8.1522 8.1522 12.4 12.4944

15.0 11.0 15.8 9.7817 9.7817 15.1 15.2505

17.5 13.0 18.0 11.4377 11.4377 18.0 18.1730

20.0 15.0 20.0 13.1147 13.1147 21.0 21.2415

22.5 17.5 23.0 14.7973 14.7973 24.1 24.3662

25.0 20.0 25.5 16.4588 16.4588 27.0 27.3537

27.5 21.0 27.5 18.0596 18.0596 29.6 29.9049

30.0 22.5 28.2 19.5476 19.5476 31.4 31.7046

35.0 25.0 29.0 21.9454 21.9454 32.4 32.5890

40.0 24.8 29.4 23.2450 23.2450 31.0 31.1488

45.0 22.5 27.0 23.3641 23.3641 28.8 28.9061

50.0 20.0 25.5 22.5796 22.5796 26.6 26.6767

55.0 18.0 23.5 21.2821 21.2821 24.7 24.6756

60.0 16.8 21.5 19.7767 19.7767 22.9 22.9292

65.0 16.0 20.0 18.2452 18.2452 21.4 21.4513

70.0 15.0 18.0 16.7800 16.7800 20.1 20.1039

75.0 14.0 17.0 15.4223 15.4223 18.9 18.9676

80.0 13.0 16.0 14.1865 14.1865 17.9 17.9828

85.0 12.0 14.5 13.0739 13.0739 17.1 17.1293

90.0 11.0 14.0 12.0792 12.0792 16.3 16.3898

95.0 10.0 13.8 11.1943 11.1943 15.7 15.7493

100.0 9.0 13.0 10.4099 10.4099 15.1 15.1947

Şekil 4.1 ikinci açıkçevrim deney EOL2 ve ilgili Euler denemesi U103 arasındaki

uyumu, Şekil 4.2 ise EOL5 ve U113 arasındaki uyumu göstermektedir. Matematiksel

Page 48: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

37  

model; polimerleşme kabını, incelenen çerçevede, iyi temsil etmektedir. Beşinci

deneyden anlaşılan, başlatıcı atılması üzerine 30 dakika boyunca tırmanan tepkime

sıcaklığı, ilk yatışkın koşulun 30 K kadar üstüne çıktıktan sonra inişe geçip ilk yatışkın

koşulun 5 K kadar üstünde yeniden yatışmıştır.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

5

10

15

20

25

zaman (dk)

T(K)

EOL2U103

Şekil 4.1. İkinci açıkçevrim deney

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

5

10

15

20

25

30

35

zaman (dk)

T(K)

EOL5U113

Şekil 4.2 Beşinci açıkçevrim deney

Page 49: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

38  

Salt beşinci açıkçevrim deneye dayanarak bir FOPDT modeli üretirken başlatıcı

eklendiğini göz ardı ederek tepkinin tümünü ısı girdisindeki artışa bağlamak yanlıştır.

Böyle düşünen Ünal (1995), Şekil 4.3’deki OL5-OL2 farklarına göre yeni FOPDT

modelleri (Çizelge 4.3) elde etmiştir. Fark eğrilerinin düşük kazanç ürettiği açıktır.

Bunların birinci basamak tepkiyi andırması, oransal denetimin başarılı olacağı kanısını

doğurmaktadır.

Kesim 1.1.1’de anlatılan Smith ve Corripio (1985) yöntemine göre birinci basamak artı

ölü zaman (FOPDT) modeli denen

dK exp ( t s)G(s)τ s 1

−=

+ (eşitlik 1.1) ile betimlenmiştir.

Çizelge 4.3 FOPDT modelleri

Model Tepki eğrisi Denklem K (K çoklu-1) τ (dk) dt (dk) FOPDT1* EOL5 1.3 2.23 22.5 0.5 FOPDT2 EOL5 1.2 2.17 13.2 4.0

FOPDT3 FOPDT4

U113 EOL5-EOL2

1.2 1.2

2.43 0.5

18.0 7.05

3.0 4.95

FOPDT5 U113-U103 1.2 0.931 13.5 5.5

* Karagöz (1991)

0 5 10 15 20 25 300

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

zaman (dk)

T(K)

Şekil 4.3 EOL5-EOL2 ve U113-U103 fark eğrileri

U113-U103

EOL5-EOL2

Page 50: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

39  

4.2 Geribeslemeli Denetim Denemeleri

Çizelge 4.4, çalışılan geribeslemeli denetim koşullarını topluca göstermektedir.

Denetleçlerin biri P, ikisi PI, yedisi ise PID türündendir.

Çizelge 4.4. Geribeslemeli denetim denemeleri

Denetleç Deneme T0 KFB τI τD

P 271(CL2) 90 14.0 -

PI 251(CL2) 90 2.73 6.897 -

PI 261(CL2) 90 1.424 7.05 -

PID1

PID1

PID2

PID2

PID3

PID4

PID5

202 (CL1)

204 (CL1)

90

88

14.0 6.0 1.0

212 (CL1)

214 (CL2)

90

88

6.9 1.3 0.2

221 (CL2) 90 2.143 8.77 1.379

231 (CL2) 90

4.3 9.628 1.596

241 (CL2) 90

2.56 9.525 1.832

 

Erek değerin değişmediği durumlardaki sapıntı yanıtımlar, Çizelge 4.5’de verilmiştir.

Çizelge 4.5 Regülatör olayı sıcaklık değişimleri

Zaman

(dk)

ECL1

(K)

TCL1

(K)

U202

(K)

U212

(K)

U221

(K)

U231

(K)

U241

(K)

U251

(K)

U261

(K)

U271

(K)

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.5 - - 0.9 1.2 1.5 1.3 1.4 1.6 1.6 1.2 5.0 0.3 2.7 1.2 1.2 2.7 2.2 2.6 2.7 3.0 1.6 7.5 - - 1.1 0.0 3.7 2.8 3.4 3.5 4.1 1.8 10.0 1.3 3.5 0.8 -0.3 4.4 3.1 4.0 4.0 5.0 1.8 12.5 - - 0.5 -0.6 4.8 3.2 4.4 4.2 5.7 1.9 15.0 2.0 3.0 0.3 -0.5 5.1 3.1 4.6 4.1 6.1 1.9 17.5 - - 0.1 -0.1 5.1 2.8 4.6 3.8 6.3 1.9

Page 51: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

40  

Çizelge 4.5 Regülatör olayı sıcaklık değişimleri (devam)

20.0 1.3 1.5 0.0 0.1 5.0 2.5 4.4 3.3 6.3 1.8 22.5 - - -0.1 0.2 4.7 2.1 4.1 2.7 6.1 1.8 25.0 0.0 -1.2 -0.1 0.1 4.2 1.6 3.6 2.0 5.7 1.8 27.5 - - -0.1 0.0 3.7 1.2 3.1 1.4 5.1 1.8 30.0 -1.5 -2.5 -0.1 -0.1 3.1 0.7 2.6 0.7 4.4 1.7 35.0 -1.5 -2.7 -0.1 -0.1 1.8 0.0 1.4 -0.3 2.8 1.7 40.0 -1.4 -2.0 -0.1 0.0 0.5 -0.5 0.4 -1.1 1.2 1.6 45.0 -0.1 0.0 -0.1 0.0 -0.5 -0.8 -0.5 -1.4 -0.3 1.6 50.0 -0.2 1.5 0.0 0.0 -1.2 -0.9 -1.1 -1.5 -1.4 1.5 55.0 -1.0 2.5 0.0 0.0 -1.7 -0.8 -1.5 -1.4 -2.3 1.5 60.0 0.0 1.7 0.0 0.0 -2.0 -0.7 -1.6 -1.1 -2.7 1.4 65.0 -0.2 1.0 0.0 0.0 -2.0 -0.6 -1.6 -0.8 -2.9 1.4 70.0 -0.3 -0.1 0.0 0.0 -1.8 -0.4 -1.5 -0.5 -2.8 1.3 75.0 -1.5 -0.5 0.0 0.0 -1.6 -0.3 -1.2 -0.2 -2.5 1.3 80.0 -1.0 -0.5 0.0 0.0 -1.3 -0.2 -1.0 -0.1 -2.1 1.3 85.0 -1.0 -0.2 0.0 0.0 -0.1 -0.2 -0.7 0.0 -1.7 1.2 90.0 -1.0 0.0 0.0 0.0 -0.7 -0.1 -0.5 0.1 -1.2 1.2 95.0 -1.0 0.8 0.0 0.0 -0.4 -0.1 -0.3 0.0 -0.8 1.2 100.0 -1.0 0.9 0.0 0.0 -0.2 -0.1 -0.2 0.0 -0.4 1.1

Erek değerde de bozu olduğunda sapıntı yanıtımlar, Çizelge 4.6’deki gibi belirlenmiştir.

Bunlar arasından seçilen kimi yanıtımlar, Şekil 4.4, 4.5 ve 4.6’de, EOL2 ile birlikte

sergilenmiştir.

Çizelge 4.6 Erek değer ve yük bozusunda sıcaklık değişimleri Zaman (dk)

ECL2 (K)

TCL2 (K)

U204 (K)

U214 (K)

U222 (K)

U232 (K)

U242 (K)

U252 (K)

U262 (K)

U272 (K)

0.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 2.5 - - 0.3 0.5 0.0 0.1 0.0 0.0 0.0 0.4 5.0 0.0 1.3 1.1 1.8 2.5 1.4 1.4 1.6 1.6 1.3 7.5 - - 1.3 1.5 2.7 2.3 2.6 2.8 3.0 1.6 10.0 -1.0 3.0 1.1 0.4 3.6 2.9 3.4 3.6 4.1 1.8 12.5 - - 0.8 -0.5 4.3 3.2 4.0 4.1 5.0 1.8 15.0 0.0 1.5 0.5 -0.8 4.8 3.2 4.4 4.2 5.7 1.8 17.5 - - 0.3 -0.5 5.1 3.1 4.6 4.1 6.1 1.8 20.0 0.0 -1.2 0.1 -0.1 5.1 2.9 4.6 3.8 6.3 1.8 22.5 - - -0.1 0.2 5.0 2.5 4.4 3.3 6.3 1.8 25.0 0.0 -2.3 -0.1 0.3 4.7 2.1 4.1 2.7 6.1 1.8 27.5 - - -0.2 0.1 4.2 1.6 3.6 2.1 5.7 1.8

Page 52: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

41  

Çizelge 4.6 Erek değer ve yük bozusunda sıcaklık değişimleri (devam) 30.0 -1.5 -2.5 -0.1 -0.1 3.1 0.7 2.6 0.7 4.4 1.7 35.0 -1.5 -2.7 -0.1 -0.1 1.8 0.0 1.4 -0.3 2.8 1.7 40.0 -1.4 -2.0 -0.1 0.0 0.5 -0.5 0.4 -1.1 1.2 1.6 45.0 -0.1 0.0 -0.1 0.0 -0.5 -0.8 -0.5 -1.4 -0.3 1.6 50.0 -0.2 1.5 0.0 0.0 -1.2 -0.9 -1.1 -1.5 -1.4 1.5 55.0 -1.0 2.5 0.0 0.0 -1.7 -0.8 -1.5 -1.4 -2.3 1.5 60.0 0.0 1.7 0.0 0.0 -2.0 -0.7 -1.6 -1.1 -2.7 1.4 65.0 -0.2 1.0 0.0 0.0 -2.0 -0.6 -1.6 -0.8 -2.9 1.4 70.0 -0.3 -0.1 0.0 0.0 -1.8 -0.4 -1.5 -0.5 -2.8 1.3 75.0 -1.5 -0.5 0.0 0.0 -1.6 -0.3 -1.2 -0.2 -2.5 1.3 80.0 -1.0 -0.5 0.0 0.0 -1.3 -0.2 -1.0 -0.1 -2.1 1.3 85.0 -1.0 -0.2 0.0 0.0 -0.1 -0.2 -0.7 0.0 -1.7 1.2 90.0 -1.0 0.0 0.0 0.0 -0.7 -0.1 -0.5 0.1 -1.2 1.2 95.0 -1.0 0.8 0.0 0.0 -0.4 -0.1 -0.3 0.0 -0.8 1.2 100.0 -1.0 0.9 0.0 0.0 -0.2 -0.1 -0.2 0.0 -0.4 1.1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100-5

0

5

10

15

20

25

zaman (dk)

T(K)

EOL2ECL1U202erek değer

Şekil 4.4 Regülatör olayında PID1(U201) denetleci

Page 53: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

42  

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100-5

0

5

10

15

20

25

zaman (dk)

T(K

)

EOL2ECL1U251U271U241erek deger

Şekil 4.5 Regülatör olayında PID5(U241), PI1(U251) ve P(U271) denetleçleri

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100-5

0

5

10

15

20

25

zaman (dk)

T(K)

EOL2U212U221U231U241erek değer

Şekil 4.6 Regülatör olayında PID2(U212), PID3(U221), PID4(U231) ve PID5(U241)

Page 54: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

43  

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100-5

0

5

10

15

20

25

zaman (dk)

T(K

)

EOL2ECL2U214erek değer

Şekil 4.7 Erek değer ve yük bozusunda PID2(U214)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100-5

0

5

10

15

20

25

zaman (dk)

T(K)

EOL2U242U252U272ECL2erek değer

Şekil 4.8 Erek değer ve yük bozusunda PID5(U242), PI1(U252) ve P(U272)

Page 55: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

44  

4.3 Dinamik Matrisli Denetim Denemeleri

Yapılan deneylerde erek değer 90°C alınmış ve açıkçevrim (OL2) deneyindeki

tırmanma bölgesi (Şekil 4.2) yaklaşık otuzuncu dakikada bitip sıcaklık kendiliğinden

inişe geçtiğinden TS=150 s ve NT=12 seçilmiştir. U113-U103 frakına dayalı katlama

model Çizelge 4.7’dedir. Okunan farkın çoklu artışına (13) bölünmesiyle bi’ler elde

edilmiştir.

Çizelge 4.7 Polimerleşmede katlama model

i bi i bi i bi i bi 1 0.06154 4 0.26154 7 0.51538 10 0.83077 2 0.12308 5 0.33846 8 0.62308 11 0.90769 3 0.19231 6 0.42308 9 0.77692 12 0.93077

Çizelge 4.8, dinamik matrisli denetim denemeleri içindir.

Çizelge 4.8 Dinamik matrisli denetim denemeleri

Deneme T0(K) Denetleç

U301 90 DMC1 (NV=4, NU=2, 2f =0)

U302 90 DMC2 (NV=2, NU=2, 2f =0)

U303 90 DMC3 (NV=4, NU=2, 2f =10)

U304 90 DMC4 (NV=2, NU=2, 2f =10)

U305 90 DMC5 (NV=4, NU=1, 2f =0)

U306 90 DMC6 (NV=2, NU=1, 2f =0)

U307 90 DMC7 (NV=1, NU=1, 2f =0)

U308 90 DMC8 (NV=4, NU=1, 2f =10)

U309 90 DMC9 (NV=2, NU=1, 2f =10)

U310 90 DMC10 (NV=1, NU=1, 2f =10)

Page 56: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

45  

Örnek olarak U302 için (NV=2, NU=2, f2=0) geri beslemeli kazanç matrisi KDMC ya

da FBKC şöyle belirlenmiştir:

A=0.06154 0.000000.12308 0.06154

⎡ ⎤⎢ ⎥⎣ ⎦

, AT=0.06154 0.123080.00000 0.06154

⎡ ⎤⎢ ⎥⎣ ⎦

ATA+f 2I=0.189E 01 0.757E 020.757E 02 0.379E 02

− −⎡ ⎤⎢ ⎥− −⎣ ⎦

KDMC = (AT.A)-1 AT uyarınca, KDMC =0.163E 02 0.325E 020.000E 00 0.163E 02

+ − +⎡ ⎤⎢ ⎥+ −⎣ ⎦

Uygulamalar Çizelge 4.9’deki sapıntıları doğurmuştur.

Çizelge 4.9 Dinamik matrisli denetimde sıcaklık değişimleri

Zaman

(min)

U301

(K)

U302

(K)

U303

(K)

U304

(K)

U305

(K)

U306

(K)

U307

(K)

U308

(K)

U309

(K)

U310

(K)

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

2.5 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7

5.0 1.6 1.6 3.3 3.3 2.8 2.3 1.6 3.3 3.3 3.4

7.5 1.6 1.6 4.9 4.9 3.5 2.6 1.6 4.9 4.9 4.9

10.0 1.8 1.9 6.5 6.5 4.1 2.8 1.9 6.5 6.5 6.5

12.5 1.8 1.8 8.0 8.1 4.6 2.9 1.8 8.0 8.1 8.1

15.0 1.9 2.0 9.5 9.7 5.0 3.1 2.0 9.5 9.7 9.7

17.5 1.9 2.2 11.0 11.3 5.4 3.4 2.2 11.0 11.3 11.4

20.0 2.7 2.3 12.5 12.9 5.8 3.6 2.3 12.5 12.9 13.0

22.5 3.5 2.7 13.9 14.5 6.2 4.2 2.7 13.9 14.5 14.7

25.0 3.9 3.9 15.3 16.0 6.2 4.4 3.9 15.2 16.0 16.3

27.5 1.5 0.9 16.5 17.5 5.8 3.5 0.9 16.5 17.5 18.0

30.0 1.9 1.6 17.5 18.8 5.2 2.8 1.6 17.5 18.8 19.2

Page 57: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

46  

Şekil 4.9’da f2=10 iken DMC’de sıcaklık değişimlerini, Şekil 4.10 ise Çizelge 4.9’da

görülen dinamik matris denemelerinin sıcaklık değişimlerini göstermektedir.

0 5 10 15 20 25 30-5

0

5

10

15

20

25

zaman (dk)

T(K

)

EOL2U303U308U310erek değer

Şekil 4.9 f2=10 iken DMC’de sıcaklık değişimleri

0 5 10 15 20 25 30-5

0

5

10

15

20

25

zaman (dk)

T(K)

EOL2U301U302U303U308U310erek değer

Şekil 4.10 DMC’de sıcaklık değişimleri

Page 58: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

47  

5. TARTIŞMA VE SONUÇ

Polimerleşme tepkime kaplarında denetimin amacı istenen nitelikte polimer elde

edebilmektir. Kullanım alanına uygun olması gereken polimer niteliği ise zincir

uzunluğu ile molekül ağırlığı dağılımına dolayısıyla da başlatıcı derişimi ve sıcaklığa

bağlıdır. Polimerlerin yapısal özelliklerine etkisi bakımından sıcaklık kontrolü

önemlidir. Kesikli tepkime kapları polimerizasyon endüstrisinde giderek

benimsenmektedir. Kesikli tepkime kaplarının veriminin sürekli tepkime kaplarına göre

yüksek olmasına karşın dinamik davranışları karmaşıktır ve ısı düzensiz bir şekilde

açığa çıkmaktadır. Bu nedenle kesikli tepkime kaplarında sıcaklık denetimi önemlidir.

Stirenin kesikli bir tepkime kabında polimerleşme sürecinin ve benzetimini Fortran

diline dayalı olarak yapan önceki bir benzetim çalışması, kesikli bir polistiren

reaktörünün matematiksel bir modelini oluşturup tepkime sıcaklığının değişik

yöntemlerle ayrı ayrı denetlenmesini araştırmıştır. Anılan çalışmada; Elsel, Cohen-

Coon, İç Modelli Denetim (IMC) yaklaşımına göre ayarlı beş PID, iki PI, bir P geri

beslemeli denetleç ve ayrıca dinamik matrisli denetim (DMC) kullanılmıştır. Bu

çalışmada ise ilk olarak eski model Matlab’a uyarlanmış ve sonuçlar önceki tüm

yanıtımları doğrulamıştır. Daha sonra çalışma ilerletilerek Matlab Simulink ortamına

geçilmiş ve S-işlevsel kutusu kullanabilmek amacıyla, ve denemeler için gereken

yazılımlar geliştirilerek Simulink ortamında uygulanmış ve sonuçlar bir kez daha

doğrulanmıştır.

Yapılan açıkçevrim deneylerin ikincisinde başlatıcı atılmasını izleyen otuz otuz beş

dakika boyunca sıcaklık tırmanarak, daha sonra inişe geçmiş ve ilk değerinin 5 K kadar

üstüne geldikten sonra yatışmıştır. Beşinci deneyde ise başlatıcı atılmasıyla birlikte

ısıtma hızına verilen bir basamaklık artış tepkiyi biraz daha büyütmüştür. Yaklaşık

model arayışlarında, bu deneydeki toplam tepkiyi yalnızca ısıtma hızındaki sapmaya

yüklemenin doğru olmayacağı ve bu yanlışın bir sonucunun süreç kazancının

yükselmesi olduğu düşünülmüştür. Doğrusallık varsayımı yaparak etkileşim göz ardı

edilebilirse, fark eğrisi amaca daha uygun olabilir.

Page 59: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

48  

Birinci basamak artı ölü zaman (FOPDT) yaklaşık modelleri türetilerek, bu iletim

işlevlerine yaslanan Cohen-Coon ya da IMC ayarlı PID ve PI denetleçler benzetim yolu

ile sınanmıştır. Bu arada, fark eğrisine dayalı yaklaşık modellerde kazancın görece

düşüklüğünün doğal olarak denetleç kazancını arttırdığı açıktır.

Anlatılan fark eğrisinin tırmanma bölgesinde birinci basamak tepkiyi andırması,

sıcaklık denetiminde basit bir oransal denetlecin işi göreceğini düşündürmüş; KFB=14

ile yapılan denemeler bunu bir kez daha doğrulamıştır.

Dinamik matrisli denetim çalışmaları ise; modelin U113-U103 fark eğrisine dayalıdır.

OL2 deneyindeki tırmanma bölgesi yaklaşık otuzuncu dakikada bittiğinden örnek arası

TS=150s, model ufku ise NT=12 alınmıştır. Ayarlar sınırlanmadığında (F2=0),

sıcaklıktaki sapma 4 K altında tutulabilmiş; sınır koymaya kalkışıldığında, F2=10

değerinin denetimi etkisizleştirip sapmayı arttırdığı gözlenmiştir.

Denetimin amacı, izotermal işletimdir. Bu çalışma; dinamik matrisli ya da geribeslemeli

bir denetleçle izotermal kesikli polimerleşmenin kolayca gerçekleştirilebileceğini, ancak

sıcaklık 90°C dolayında tutulduğunda monomer dönüşümünün düşük olacağını

göstermiştir.

Ünal modeli ve Karagöz’ün yapmış olduğu deneysel çalışma molekül ağırlığı

dağılımına eğilmemiştir. Tutarlı ürün niteliği ve kısa işletim süresi polimerleşmede

önemlidir. Çalışma tepkime sıcaklığı denetimi ve başlatıcı derişimi üzerinde

yoğunlaşmıştır.

Özetle;

1) Eski modeli Matlab’a uyarlayıp önceki tüm yanıtımları doğrulamakla başlayan

şimdiki çalışma, bir üst yazılım olan Simulink ortamına geçip bir kez daha doğrulama

yaptıktan sonra bir de S-işlevi kutusu kullanmayı başarmıştır.

2) Sıcaklık başlangıçtaki 363.15 K değerinde başarı ile tutulabilmiştir. Örneksel

denetleçler sıcaklık denetiminde başarılı çıkmıştır. Ancak bunun bedeli, monomer

dönüşümünün açıkçevrim yanıtımındakinin altına düşmesi olmuştur.

3) Kullanılan modelin tutarlı ve sonuçlarının deneysel sonuçlara çok yakın olmasına

karşın eksiği molekül ağırlığı dağılımını içermemesidir.

Page 60: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

49  

4) Benzetim modeli ve yazılım dizgesi, genişlemeye, ileri DMC yöntemlerini ve birden

çok S-işlevi kullanımını denemeye açıktır.

Benzetim modeline molekül ağırlığı ile ilgili denklemler eklenerek sürecin, çok girdi-

çok çıktı (MIMO) denetimine dönük olarak geliştirilmesi ve ileri DMC yöntemlerinin

ve birden çok S-işlevi kullanımının denenmesi ilerisi için önerilebilir.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 61: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

50  

 

 

KAYNAKLAR

Alvarez, J., Suarez, R., and Sanchez, A. 1990. Nonlinear decoupling control of free- radical polymerization continuous stirred tank reactors. Chemical Engineering Science, 45(11), 3341–3357

Arzamendi, G., and Asua, J. M. 1989. Monomer addition policies for copolymer composition control in semicontinuous emulsion polymerization. Journal of Applied Polymer Science, 38, 2019–2036.

Bequette, B.W. 1981. Nonlinear Control of Chemical Process: A Review. Ind. Eng. Chem. Res. 30, 1391-1413. Brooks, B.W. 1981. Dynamic Behaviour of a Continuous-Flow Polymerization Reactor.

Chem Eng. Sci. 36, 589-593. Chen, S., and Jeng, W.F. 1978. Minimum end time policies for batchwise radical chain

polymerization. Chemical Engineering Science, 33, 735–743 Chen, S.A., and Huang, N.W. 1981. Minimum end time policies for batchwise radical

chain polymerization-III. The initiator addition policies. Chemical Engineering Science, 36, 1295–1305.

Chylla,R.W.,and Haase, D. R. 1993. Temperature control of semibatch polymerization reactors. Computers and Chemical Engineering, 17(3), 257–264.

Curteanu, S. 2003. Modelling and Simulation of Methyl Methacrylate Free Radical polymerisation with Intermadiate Addition of Initiator and Step Change of temperature. Material Plastice. 40, 102-103. Defaye, G.N., Reigner, N., Chabanon, J., Caralp, L., and Vidal, C.1993. Adaptive-

predictive temperature control of semibatch reactors.Chemical Engineering Science, 48(19), 3373–3382.

Dimitratos, J., Georgakis, C., El-Aasser, M. S., and Klein, A. 1991. An experimental study of adaptive Kalman 7ltering in emulsion copolymerization. Chemical Engineering Science, 46 (12), 3203–3218.

Debling, J. A., Han, G. C., Kuijpers, F., BerBurg, J., and Ray, W. H. 1994. Dynamic modeling of product grade transitions for olefin polymerization processes. A.I.Ch.E. Journal, 40(3), 506–520.

Dittmar, R., Ogonowski, Z., and Damert, K. 1991. Predictive control of a nonlinear open-loop unstable polymerization reactor. Chemical Engineering Science, 46(10), 2679–2689.

Eaton,J.W.and Rawlings, J.B. 1992. Model Predictive Control of Chemical Processes. Chem. Eng. Sci. 47(4): 705-720.

Eliçabe, G. E., Ozdeger, E., and Georgakis, C. 1995. On-line estimation of reaction rates in semicontinuous reactors. Industrial Engineering and Chemical Research, 34, 1219–1227.

Ellis, M. F., Taylor, T. W., and Jensen, K. 1994. On-line molecular weight distribution estimation and control in batch polymerization. A.I.Ch.E. Journal, 40(3), 445–462.

Page 62: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

51  

Farber, J. N., and Laurence, R. L. 1986. Optimization of continuous polymerization reactors: Start-up and change of specification. Macromolecular Chemistry, 2, 193–207.

Gattu, G. and Zafiriou, E. 1992. Nonlinear Quadratic Dynamic Matrix Control with State Estimation. Ind. Eng. Chem. Res. 31, 1096-1104. Georgiou, A., Georgakis, C. and Luyben, W.L. 1988. Nonlinear Dynamic Matrix

Control for High-Purity Distillation Columns. AIChe J.34(8):1287. Gentric, C., Pla, F., and Corriou, J. P. 1997. Nonlinear geometric control of a batch

emulsion polymerization reactor. In Proceedings of the first European Congress on Chemical Engineering (pp. 123–126), Florence, Italy.

Gobin, F., Zullo, L. C., and Clavet, J. P. (1994). Model predictive control of an open-loop unstable train of polymerization reactors. Computers and Chemical Engineering, 18, S525–S528.

Houston, W. E., and Schork, F. J. 1987. Adaptive predictive control of a semibatch polymerization reactor. Polymer Process Engineering, 5(2), 119–144.

Inglis, M. P., Cluett, W. R., and Penlidis, A. 1991. Long range predictive control of a polymerization reactor. Canadian Journal of Chemical Engineering, 69, 120–129.

Karaduman, A. 1992. Kesikli Stiren Polimerizasyon Reaktörünün Model Öngörmeli Sıcaklık Kontrolü. Y.L. Tezi. , A.Ü. Fen Bil. Ens. Ankara.

Karagöz, A.R. 1991. Stirenin Polimerizasyonunun Oluştuğu Kesikli Bir Reaktörün Çevrimiçi Bilgisayar ile PID Kontrolü. Y.L. Tezi. , A.Ü. Fen Bil. Ens. Ankara.

Kim, K.J., Liang, W. and Chaoi, K.Y. 1989. Bulk Free Radical Polymerization of Styrene with Unsymmetrical Bifunctional Initiators. Ind. Eng. Chem. Res. 28, 131-138

Kim, K. J., and Choi, K. Y. 1991. On-line estimation and control of a CSTR polymerization reactor. Journal of Process Control, 1, 96–110.

Kiparissides, C., and Shah, S. L. 1983. Self-tuning and stable adaptive control of a batch polymerization reactor. Automatica, 19(3), 225–235.

Koçak, M.Ç. 2004. KM338 Dinamik Benzetime Giriş Ders Notları, Ankara Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü.

Koçak, M.Ç. 2009. Use of Simulink’s Non-Linear S-function to Simulate Feedback Temperature Conrol of a Heterogeneous Batch Reactor. Chemical Product and Process Modeling, Vol 4. http://www.bepress.com/cppm/vol4/iss4/15

Kravaris, C., and Soroush, M. 1990. Synthesis of multivariable nonlinear controllers by input/output linearization. A.I.Ch.E. Journal, 36(2), 249–264.

Louie, B. M., and Soong, D. D. 1985a. Optimization batch polymerization processes, narrowing the MWD. i. Model simulation. Journal of Applied Polymer Science, 30, 3707–3749.

Louie, B. M., and Soong, D. D. 1985b. Optimization batch polymerization processes, narrowing the MWD. ii. Experimental study. Journal ofApplied Polymer Science, 30, 3825–3840.

Luyben, W.L. 1990. Process Modeling, Simulation and Control for Chemical Engineers. McGraw-Hill International Edition. Second Ed., Singapore.

McAuley, K. B., and MacGregor, J. F. 1991. On-line inference of polymer properties in an industrial polyethylene reactor. A.I.Ch.E. Journal, 37(6), 825–835.

McAuley, K. B., and MacGregor, J. F. 1992. Optimal grade transitions in a gas phase polethylene reactor. A.I.Ch.E. Journal, 38(10), 1564– 1576.

Page 63: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

52  

McAuley, K. B., and MacGregor, J. F. 1993. Nonlinear product property control in industrial gas-phase polyethylene reactors. A.I.Ch.E. Journal, 39(5), 855–

866. Maschio, G., Bello, T., and Scali, C. 1994. Optimal operation strategies to control

molecular weight distribution of polymer products. Chemical Engineering Science, 47(24), 5071–5086.

Moritz, H.U. 1989. Polymer reaction engineering (chapter Polymerization calorimetry: A powerful tool for reactor control). 248–266. New York: VCH.

Mutha, R. K., Cluett, W. R., and Penlidis, A. 1997. A new multirate-measurement based estimator: Emulsion copolymerization batch reactor case study. Industrial Engineering and Chemical Research, 36(4), 1036–1047.

Neogi, D., and Schlags, C. E. 1997. Application of multivariate statistical techniques for monitoring emulsion batch processes. Proceedings of the 1997 American

Control Conference, pp. 1177–1181. Albuquerque, NM. Ni, H., Debelak, K., and Hunkeler, D. 1997. Temperature control of highly exothermic

batch polymerization reactors. Journal of Applied Polymer Science, 63, 761–772.

Nomikos, P., and MacGregor, J. F. 1994. Monitoring batch processes using multiway principal component analysis. A.I.Ch.E. Journal, 40(8), 1361–1375.

Ogunnaike, B. A. 1994. On-line modeling and predictive control of an industrial terpolymerizationreactor. International Journal of Control, 59(3), 711–729.

Ohshima, M., Hashimoto, I., Ohno, H., Takeda, M., Yoneyama, T., and Gotoh, F. 1994. Multirate multivariable model predictive control and its application to a polymerization reactor. International Journal of Control, 59(3), 731–742.

Padwardhan, A., Wright, G.T. and Edgar, T.F. 1992. Nonlinear Model-Predictive Control of Distributed-Parameter Systems. Chem. Eng. Sci. 47(4): 721-735.

Peterson, T., Hernandez, E., Arkun, Y., and Schork, F. J. 1992. A nonlinear DMC algorithm and its application to a semibatch polymerization reactor. Chemical Engineering Science, 47(4), 737–753.

Ponnuswamy, S. R., Shah, S. L., and Kiparissides, C. 1986.Computer optimal control of batch polymerization reactors. Industrial Engineering and Chemical Research, 26, 2229–2236.

Pişkin, E. 1987. Polimer Teknolojisine Giriş. Hacettepe Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü. Ankara.

Rani, K.Y. and Gangiah, K. 1991. Nonlinear Dynamic Matrix Control of an Open-Loop Unstable Process width Least-Squares Minimization for Constraints. Chem. Eng. Sci. 46(5/6): 1520-1525.

Richards, J.R. , Congalidis, J.P. 2006. Measurement and Control of Polymerization Reactors. Computers & Chemical Engineering. 30, 1447-1463.

Ricker, N.L. 1980. Model Predictive Control with State Estimation. Ind. Eng. Chem. Res. 29, 374-382.

Scali, C., Carib, R., Bello, T., and Maschio, G.1995. Optimal temperature control of the product quality in batch polymerization: Simulation and experimental results. Journal of Applied Polymer Science, 55, 945–959.

Seborg, D.E. , Edgar, T.F. and Mellichamp, D.A.1989. Process Dynmics and Control.Wiley Series in Chemical Engineering, New York.

Page 64: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

53  

Secchi, A., Lima, E. L., and Pinto, J. C. 1990. Constrained optimal batch polymerization reactor control. Polymer Engineering and Science, 30 (19), 1209–1219.

Semino, D., Manning, N., and Brambilla, A. 1995. Control of continuous solution polymerization through neural network models. DECHEMA Monographs, vol. 131, pp. 693–703.

Soroush, M., and Kravaris, C. 1992. Nonlinear control of a batch polymerization reactor: An experimental study. A.I.Ch.E. Journal, 38(9), 1429–1448.

Soroush, M., and Kravaris, C. 1993. Optimal design and operation of batch reactors: 2. A case study. Industrial Engineering and Chemical Research, 32, 882–893.

Takamatsu, T. Shiaya, S. and Okada, Y. 1988. Molecular Weight Distribution Control in a Batch Polymerization Reactor. Ind. Eng. Chem. Res. 27, 93-99.

Thomas, I. M., and Kiparissides, C. 1984a. Computation of the near-optimal temperature and initiator policies for a batch polymerization reactor system. Canadian Journal of Chemical Engineering, 62, 284–1291.

Thomas, I. M., and Kiparissides, C. 1984b. Sensitivity analysis of a batch polymerization reactor. Journal of Applied Polymer Science, 29, 2195–2204.

Wang, Z. L., Pla, F., and Corriou, J. P. 1995. Nonlinear adaptive control of batch styrene polymerization. Chemical Engineering Science, 50(13), 2081–2091.

Wu, G. Z. A., Denton, L. A., and Laurence, R. L. 1982. Batch polymerization of styrene. Optimal temperature histories. Polymer Engineering and Science, 22(1), 1–10.

Yabuki, Y., and MacGregor, J. F. 1997. Product quality control in semibatch reactors using midcourse correction policies. Industrial Engineering and Chemical Research, 36(4), 1268–1275.

Zhang, J., Morris, A. J., Martin, E. B., and Kiparissides, C. 1997.Estimation of impurity and fouling in batch polymerization reactors using stacked neural networks. In Proceedings of the American control conference, Albuquerque.

Page 65: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

54  

EKLER

EK 1 Yazılım

EK 2 Çıktı Özetleri

EK 3 Simulink Blok Diyagramları

Page 66: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

55  

EK 1 Yazılım

batchol.m

Sıra Kütük 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

globl pol0; ts=0:150:300; XX0=[T0 TC0 CM0 CI0]'; HH=5; disp(' OPENLOOP') disp(' t T TC CM CI TCE') %[tt,xx]=ode45('reactor',ts, XX0); XX=XX0; t=0; for i=1:50 tt(i)=t; xx(i, :)=XX'; for j=1:30 Q=(IQ+DQ)*CKV; XXD=reactor(tt,XX); t=t+HH; XX=XX+HH*XXD; end end tt=[tt';t] ; xx=[xx;XX']; disp([tt/60 xx(:,1)-273.15 xx(:,2)-273.15 xx(:,3)/1000 xx(:,4) 2*xx(:,2)-TCI-273.15])

batchp.m

Sıra Kütük 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

globl pol0; KFB=14; YSET=363.15; disp(' CLOSEDLOOP') disp(' KFB') disp(KFB) ts=0:150:300; XX0=[T0 TC0 CM0 CI0]'; HH=5; disp(' t T TC CM CI TCE') XX=XX0;t=0; for i=1:50 tt(i)=t; xx(i,:)=XX'; for j=1:30 T=XX(1); ER=YSET-T; DM=KFB*ER; DQ=DM; Q=(IQ+DQ)*CKV;

Page 67: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

56  

15 16 17 18 19 20

XXD=reactor(t,XX); t=t+HH; XX=XX+HH*XXD; end end tt=[tt';t] ; xx=[xx;XX']; disp([tt/60 xx(:,1)-273.15 xx(:,2)-273.15 xx(:,3)/1000 xx(:,4) 2*xx(:,2)-TCI-273.15]);

batchpi.m

Sıra Kütük 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

globl pol0; KFB=2.73; TAUR=6.897*60; YSET=363.15; disp(' CLOSEDLOOP') disp(' KFB TAUR') disp([KFB TAUR]) ts=0:150:300; XX0=[T0 TC0 CM0 CI0 ACCUI]'; HH=5; disp(' t T TC CM CI TCE') XX=XX0;t=0; for i=1:50 tt(i)=t; xx(i,:)=XX'; for j=1:30 T=XX(1); ACCUI=XX(5); ER=YSET-T; DM=KFB*(ER+ACCUI/TAUR); DQ=DM; Q=(IQ+DQ)*CKV; XXD=reactor(t,XX); XXD(5)=ER; t=t+HH; XX=XX+HH*XXD; end % [DQ Q] end tt=[tt';t] ; xx=[xx;XX']; disp([tt/60 xx(:,1)-273.15 xx(:,2)-273.15 xx(:,3)/1000 xx(:,4) 2*xx(:,2)-TCI-273.15]);

Page 68: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

57  

batchpid.m

Sıra Kütük 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

globl pol0; KFB=6.9; TAUR=1.3*60; TAUD=0.2*60; YSET=363.15; disp(' CLOSEDLOOP') disp(' KFB TAUR TAUD') disp([KFB TAUR TAUD]) ts=0:150:300; XX0=[T0 TC0 CM0 CI0 ACCUI]'; HH=5; disp(' t T TC CM CI TCE') %[tt,xx]=ode45('reactor',ts, XX0); XX=XX0;t=0; for i=1:10 tt(i)=t; xx(i, :)=XX'; for j=1:30 T=XX(1); ACCUI=XX(5); ER=YSET-T; ERD=(ER-ERL)/HH; ERL=ER; DM=KFB*(ER+ACCUI/TAUR+TAUD*ERD); DQ=DM; Q=(IQ+DQ)*CKV; XXD=reactor(t,XX); XXD(5)=ER; t=t+HH; XX=XX+HH*XXD; end % [DQ Q] end tt=[tt';t] ; xx=[xx;XX']; disp([tt/60 xx(:,1)-273.15 xx(:,2)-273.15 xx(:,3)/1000 xx(:,4) 2*xx(:,2)-TCI-273.15]);

pol0.m

Sıra Kütük 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

IQ0=162; Q0=40.5; CKV=Q0/IQ0; CMW=104; BMC0=5E-4; R=1.987; TR=303.15; EIR=28800/R; EPR=7400/R; ETR=2370/R; AKIR=4.94e-8; AKPR=72.5e-3; AKTR=66.5e+3; V=1.1e-3; RO=984.72; CP=548.35; AH=0.0611; VC=0.98e-3; ROC=994.586; CPC=997.95; DELH=11500; VH=V*DELH; VRCP=V*RO*CP; VRCPC=VC*ROC*CPC; FF=0.0660339; S=0.062345; QLOSS=13.56; FK=0.5; % QLOSS0=Q0-BMC0*CPC*(TCE0-TCI)); F=0.06415; FC=0.08866; % BASEK=334.15; BPERK=1.5625;DQL=-IQ0; DQH=200-IQ0; t=0; BMC=BMC0; T0=363.15; TCI=289.15; TCE0=343.15; TC0=(TCE0+TCI)/2; CM0=6.1095e3; CI0=26.27; VISP=-3*(0.6539+0.5888+1); VISP10=10^VISP; VIS0=3.009e-12*CM0^2-327.56e-12*CI0^3; CI00=0; IQD=0; CI0D=CI0; IQ=IQ0+IQD; DQ=0; ACCUI=0; ERL=0; YSET=363.15; % T=T0; TCE=TCE0; CM=CM0; CI0=CIOD; CI=CI0;

Page 69: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

58  

globl.m

Sıra Kütük 1 2 3

global T0 TCI TCE0 TC0 CM0 CI0 TR Q DELH CMW R V VC RO ROC CP CPC VRCP VRCPC VH AH S... FF FK QLOSS EIR EPR ETR AKIR AKPR AKTR BMC VIS0 VISP10 YSET

batchdmc.m

Sıra Kütük 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

globl pol0 disp(' CLOSEDLOOP') disp(' DMC') % keep NSL<NT! dmc0 ts=0:150:300; XX0=[T0 TC0 CM0 CI0]'; HH=5; disp(' t T TC CM CI TCE') XX=XX0;t=0; for NS=1:NSL T=XX(1); TME=T-T0; [TOTM,DM]=dmcrun(NS,TME,FBKC,B,DM,TSET,TOLS); DQ=TOTM; tt(NS)=t; xx(NS,:)=XX'; for j=1:30 Q=(IQ+DQ)*CKV; XXD=reactor(t,XX); t=t+HH; XX=XX+HH*XXD; end end tt=[tt';t] ; xx=[xx;XX']; disp([tt/60 xx(:,1)-273.15 xx(:,2)-273.15 xx(:,3)/1000 xx(:,4) 2*xx(:,2)-TCI-273.15])

dmc0.m

Sıra Kütük 1 2 3 4 5 6 7

B=[0.8 1.6 2.5 3.4 4.4 5.5 6.7 8.1 10.1 10.8 11.8 12.1]/13; NT=12; NU=2; NV=2; F2=0; NSL=11; TS=150; %NU=1; NV=3; F2=0; NSL=10; disp(' NT NV NU F2 TS NSL') disp([NT NV NU F2 TS NSL]) DM=zeros(NSL,1); ; TSET=zeros(NV,1); TOLS=zeros(NV,1); Y0=0; FBKC=dmcini(NV, NU, F2, B(1:NV)');

Page 70: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

59  

EK 2 Çıktı Özetleri

batchol.m (U102)

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

32.5000

35.0000

37.5000

40.0000

42.5000

45.0000

47.5000

50.0000

52.5000

55.0000

57.5000

60.0000

90.0000

91.7195

93.3625

94.9670

96.5519

98.1420

99.7664

101.4253

103.1038

104.7856

106.4439

108.0414

109.5246

110.8323

111.9106

112.7137

113.2104

113.4113

113.3382

113.0298

112.5443

111.9462

111.2687

110.5416

109.7880

43.0000

43.0972

43.3284

43.6617

44.0879

44.5793

45.0909

45.6166

46.1680

46.7410

47.3271

47.9147

48.4957

49.0564

49.5814

50.0553

50.4582

50.7735

51.0104

51.1695

51.2400

51.2110

51.1095

50.9593

50.7711

6.1095

6.0208

5.9229

5.8154

5.6979

5.5704

5.4335

5.2872

5.1317

4.9678

4.7972

4.6223

4.4463

4.2733

4.1074

3.9525

3.8121

3.6877

3.5792

3.4859

3.4065

3.3392

3.2819

3.2324

3.1893

26.2700

25.6982

25.0320

24.2616

23.3741

22.3617

21.2216

19.9474

18.5308

16.9769

15.3038

13.5431

11.7429

9.9718

8.2960

6.7763

5.4660

4.3793

3.5009

2.8085

2.2733

1.8614

1.5430

1.2935

1.0955

70.0000

70.1944

70.6568

71.3233

72.1757

73.1586

74.1819

75.2332

76.3360

77.4819

78.6542

79.8295

80.9914

82.1128

83.1629

84.1105

84.9164

85.5470

86.0207

86.3389

86.4800

86.4220

86.2190

85.9187

85.5423

Page 71: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

60  

62.5000

65.0000

67.5000

70.0000

72.5000

75.0000

77.5000

80.0000

82.5000

85.0000

87.5000

90.0000

92.5000

95.0000

97.5000

100.0000

102.5000

105.0000

107.5000

110.0000

112.5000

115.0000

117.5000

120.0000

109.0234

108.2618

107.5176

106.7982

106.1069

105.4435

104.8087

104.2054

103.6343

103.0941

102.5821

102.0979

101.6415

101.2121

100.8080

100.4271

100.0687

99.7322

99.4162

99.1196

98.8409

98.5794

98.3341

98.1041

50.5428

50.2790

49.9964

49.7009

49.3988

49.0965

48.7983

48.5048

48.2173

47.9382

47.6706

47.4147

47.1695

46.9352

46.7121

46.5012

46.3016

46.1125

45.9337

45.7650

45.6063

45.4567

45.3160

45.1835

3.1522

3.1205

3.0927

3.0681

3.0462

3.0266

3.0089

2.9929

2.9783

2.9650

2.9527

2.9413

2.9308

2.9210

2.9118

2.9031

2.8950

2.8874

2.8801

2.8733

2.8667

2.8605

2.8546

2.8489

0.9393

0.8163

0.7167

0.6351

0.5674

0.5106

0.4627

0.4218

0.3866

0.3560

0.3293

0.3058

0.2849

0.2663

0.2497

0.2346

0.2210

0.2086

0.1973

0.1870

0.1775

0.1687

0.1605

0.1529

85.0855

84.5581

83.9929

83.4019

82.7976

82.1929

81.5965

81.0096

80.4346

79.8764

79.3412

78.8293

78.3390

77.8703

77.4243

77.0024

76.6031

76.2251

75.8675

75.5301

75.2126

74.9135

74.6319

74.3671

Page 72: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

61  

batchol.m (U103)

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

32.5000

35.0000

37.5000

40.0000

42.5000

45.0000

47.5000

50.0000

52.5000

55.0000

57.5000

60.0000

62.5000

90.0000

91.7211

93.3564

94.9545

96.5467

98.1522

99.7817

101.4377

103.1147

104.7973

106.4588

108.0596

109.5476

110.8628

111.9454

112.7477

113.2450

113.4409

113.3641

113.0598

112.5796

111.9728

111.2821

110.5414

109.7767

109.0068

43.0000

43.0947

43.3400

43.6865

44.1029

44.5696

45.0739

45.6074

46.1638

46.7379

47.3234

47.9128

48.4958

49.0595

49.5882

50.0650

50.4739

50.8017

51.0404

51.1875

51.2462

51.2239

51.1306

50.9777

50.7768

50.5389

6.1095

6.0210

5.9229

5.8152

5.6979

5.5709

5.4342

5.2878

5.1322

4.9683

4.7976

4.6225

4.4463

4.2729

4.1065

3.9514

3.8105

3.6857

3.5771

3.4839

3.4046

3.3372

3.2800

3.2310

3.1890

3.1527

26.2700

25.6997

25.0317

24.2592

23.3738

22.3667

21.2288

19.9531

18.5366

16.9838

15.3104

13.5478

11.7449

9.9663

8.2835

6.7619

5.4464

4.3540

3.4761

2.7868

2.2528

1.8413

1.5238

1.2775

1.0846

0.9319

70.0000

70.1894

70.6801

71.3730

72.2059

73.1392

74.1478

75.2147

76.3277

77.4758

78.6469

79.8256

80.9917

82.1190

83.1764

84.1301

84.9478

85.6034

86.0807

86.3750

86.4924

86.4477

86.2611

85.9554

85.5537

85.0777

Page 73: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

62  

65.0000

67.5000

70.0000

72.5000

75.0000

77.5000

80.0000

82.5000

85.0000

87.5000

90.0000

92.5000

95.0000

97.5000

100.0000

102.5000

105.0000

107.5000

110.0000

112.5000

115.0000

117.5000

120.0000

108.2452

107.5009

106.7800

106.0864

105.4223

104.7889

104.1865

103.6150

103.0739

102.5623

102.0792

101.6236

101.1943

100.7901

100.4099

100.0523

99.7163

99.4008

99.1045

98.8264

98.5654

98.3206

98.0911

50.2736

49.9896

49.6939

49.3924

49.0897

48.7897

48.4950

48.2080

47.9300

47.6623

47.4055

47.1600

46.9260

46.7036

46.4926

46.2927

46.1038

45.9253

45.7570

45.5983

45.4489

45.3084

45.1762

3.1211

3.0934

3.0689

3.0471

3.0276

3.0100

2.9941

2.9795

2.9662

2.9540

2.9427

2.9322

2.9224

2.9132

2.9047

2.8966

2.8890

2.8818

2.8749

2.8684

2.8622

2.8563

2.8506

0.8097

0.7108

0.6297

0.5625

0.5063

0.4587

0.4182

0.3832

0.3529

0.3264

0.3031

0.2824

0.2640

0.2475

0.2326

0.2191

0.2068

0.1956

0.1854

0.1759

0.1672

0.1591

0.1516

84.5473

83.9792

83.3878

82.7847

82.1795

81.5794

80.9901

80.4160

79.8601

79.3246

78.8109

78.3199

77.8520

77.4072

76.9851

76.5855

76.2075

75.8506

75.5140

75.1967

74.8979

74.6167

74.3523

Page 74: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

63  

batchol.m (U113)

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

32.5000

35.0000

37.5000

40.0000

42.5000

45.0000

47.5000

50.0000

52.5000

55.0000

57.5000

90.0000

92.5329

94.9683

97.3979

99.8894

102.4944

105.2502

108.1730

111.2415

114.3662

117.3537

119.9049

121.7046

122.5890

122.6338

122.0710

121.1488

120.0546

118.9061

117.7690

116.6767

115.6439

114.6756

113.7716

43.0000

43.1421

43.5132

44.0427

44.6880

45.4243

46.2384

47.1236

48.0752

49.0846

50.1324

51.1801

52.1686

53.0293

53.7066

54.1745

54.4377

54.5216

54.4602

54.2880

54.0361

53.7299

53.3896

53.0307

6.1095

6.0182

5.9107

5.7861

5.6426

5.4786

5.2924

5.0829

4.8506

4.5995

4.3398

4.0881

3.8641

3.6819

3.5440

3.4440

3.3722

3.3202

3.2818

3.2528

3.2303

3.2126

3.1982

3.1864

26.2700

25.6738

24.9146

23.9635

22.7846

21.3342

19.5638

17.4291

14.9129

12.0678

9.0731

6.2508

3.9513

2.3476

1.3632

0.8023

0.4896

0.3125

0.2087

0.1453

0.1050

0.0782

0.0599

0.0470

70.0000

70.2842

71.0264

72.0854

73.3760

74.8486

76.4768

78.2472

80.1503

82.1692

84.2647

86.3601

88.3371

90.0586

91.4132

92.3489

92.8754

93.0432

92.9203

92.5761

92.0721

91.4597

90.7792

90.0615

Page 75: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

64  

60.0000

62.5000

65.0000

67.5000

70.0000

72.5000

75.0000

77.5000

80.0000

82.5000

85.0000

87.5000

90.0000

92.5000

95.0000

97.5000

100.0000

102.5000

105.0000

107.5000

110.0000

112.5000

115.0000

117.5000

120.0000

112.9292

112.1451

111.4153

110.7361

110.1039

109.5155

108.9676

108.4576

107.9828

107.5408

107.1293

106.7463

106.3898

106.0580

105.7493

105.4620

105.1947

104.9460

104.7147

104.4995

104.2994

104.1132

103.9401

103.7791

103.6293

52.6647

52.2997

51.9417

51.5947

51.2613

50.9430

50.6409

50.3551

50.0857

49.8323

49.5945

49.3717

49.1632

48.9682

48.7861

48.6162

48.4576

48.3098

48.1721

48.0437

47.9242

47.8129

47.7093

47.6128

47.5231

3.1766

3.1683

3.1612

3.1550

3.1496

3.1449

3.1406

3.1369

3.1335

3.1304

3.1276

3.1251

3.1227

3.1206

3.1186

3.1167

3.1150

3.1134

3.1119

3.1105

3.1091

3.1079

3.1067

3.1056

3.1045

0.0375

0.0305

0.0252

0.0211

0.0178

0.0152

0.0131

0.0114

0.0099

0.0087

0.0077

0.0069

0.0061

0.0055

0.0049

0.0044

0.0040

0.0036

0.0033

0.0030

0.0027

0.0025

0.0023

0.0021

0.0019

89.3293

88.5994

87.8835

87.1894

86.5225

85.8861

85.2817

84.7102

84.1713

83.6646

83.1890

82.7434

82.3263

81.9364

81.5723

81.2323

80.9153

80.6196

80.3441

80.0874

79.8484

79.6258

79.4185

79.2256

79.0461

Page 76: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

65  

batchp.m (U271)

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

32.5000

35.0000

37.5000

40.0000

42.5000

45.0000

47.5000

50.0000

52.5000

55.0000

57.5000

60.0000

62.5000

65.0000

90.0000

91.1568

91.6000

91.7738

91.8411

91.8630

91.8636

91.8527

91.8350

91.8131

91.7883

91.7617

91.7340

91.7058

91.6774

91.6491

91.6211

91.5936

91.5666

91.5403

91.5147

91.4897

91.4656

91.4421

91.4194

91.3974

91.3760

43.0000

43.0713

43.1931

43.2988

43.3726

43.4150

43.4313

43.4271

43.4074

43.3764

43.3373

43.2926

43.2442

43.1936

43.1419

43.0898

43.0380

42.9869

42.9368

42.8879

42.8403

42.7943

42.7496

42.7065

42.6649

42.6247

42.5860

6.1095

6.0223

5.9322

5.8425

5.7545

5.6685

5.5847

5.5033

5.4240

5.3470

5.2721

5.1993

5.1286

5.0597

4.9928

4.9276

4.8642

4.8025

4.7424

4.6839

4.6269

4.5713

4.5172

4.4644

4.4130

4.3628

4.3138

26.2700

25.7118

25.1193

24.5220

23.9318

23.3531

22.7878

22.2364

21.6993

21.1762

20.6671

20.1715

19.6893

19.2200

18.7633

18.3187

17.8861

17.4649

17.0548

16.6555

16.2667

15.8880

15.5190

15.1596

14.8093

14.4680

14.1353

70.0000

70.1427

70.3862

70.5977

70.7452

70.8301

70.8626

70.8541

70.8148

70.7528

70.6746

70.5852

70.4885

70.3872

70.2837

70.1796

70.0759

69.9737

69.8735

69.7757

69.6807

69.5885

69.4993

69.4131

69.3298

69.2495

69.1720

Page 77: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

66  

67.5000

70.0000

72.5000

75.0000

77.5000

80.0000

82.5000

85.0000

87.5000

90.0000

92.5000

95.0000

97.5000

100.0000

102.5000

105.0000

107.5000

110.0000

112.5000

115.0000

117.5000

120.0000

91.3554

91.3354

91.3160

91.2973

91.2791

91.2616

91.2445

91.2280

91.2120

91.1965

91.1815

91.1669

91.1527

91.1390

91.1257

91.1127

91.1002

91.0880

91.0761

91.0646

91.0533

91.0424

42.5486

42.5126

42.4778

42.4443

42.4120

42.3808

42.3506

42.3215

42.2934

42.2662

42.2400

42.2146

42.1900

42.1662

42.1431

42.1208

42.0991

42.0781

42.0578

42.0381

42.0189

42.0003

4.2660

4.2193

4.1738

4.1293

4.0859

4.0435

4.0020

3.9615

3.9219

3.8832

3.8454

3.8084

3.7722

3.7367

3.7021

3.6682

3.6350

3.6025

3.5706

3.5395

3.5090

3.4791

13.8110

13.4948

13.1866

12.8860

12.5928

12.3068

12.0279

11.7558

11.4903

11.2312

10.9784

10.7317

10.4909

10.2558

10.0264

9.8024

9.5837

9.3702

9.1617

8.9581

8.7593

8.5651

69.0972

69.0252

68.9557

68.8886

68.8239

68.7615

68.7012

68.6430

68.5868

68.5325

68.4799

68.4291

68.3799

68.3323

68.2862

68.2415

68.1983

68.1563

68.1156

68.0761

68.0378

68.0000

Page 78: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

67  

batchpi.m (U251)

( KFB=2.73 TAUR=413.82 YSET=363.15 )

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

32.5000

35.0000

37.5000

40.0000

42.5000

45.0000

47.5000

50.0000

52.5000

90.0000

91.5710

92.7383

93.5414

94.0103

94.1760

94.0767

93.7587

93.2745

92.6792

92.0256

91.3608

90.7238

90.1442

89.6421

89.2293

88.9102

88.6834

88.5428

88.4797

88.4829

88.5405

43.0000

43.0890

43.2948

43.5407

43.7754

43.9656

44.0913

44.1427

44.1187

44.0243

43.8695

43.6670

43.4311

43.1761

42.9153

42.6602

42.4204

42.2029

42.0126

41.8521

41.7222

41.6224

6.1095

6.0213

5.9258

5.8258

5.7239

5.6230

5.5251

5.4319

5.3443

5.2629

5.1874

5.1177

5.0530

4.9928

4.9363

4.8830

4.8322

4.7834

4.7363

4.6903

4.6453

4.6011

26.2700

25.7027

25.0595

24.3628

23.6380

22.9105

22.2029

21.5322

20.9089

20.3376

19.8179

19.3463

18.9173

18.5247

18.1623

17.8244

17.5058

17.2023

16.9099

16.6258

16.3473

16.0726

70.0000

70.1779

70.5896

71.0813

71.5508

71.9312

72.1825

72.2854

72.2374

72.0487

71.7390

71.3340

70.8621

70.3521

69.8305

69.3205

68.8409

68.4059

68.0252

67.7042

67.4445

67.2447

Page 79: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

68  

55.0000

57.5000

60.0000

62.5000

65.0000

67.5000

70.0000

72.5000

75.0000

77.5000

80.0000

82.5000

85.0000

87.5000

90.0000

92.5000

95.0000

97.5000

100.0000

102.5000

105.0000

107.5000

110.0000

112.5000

115.0000

117.5000

120.0000

88.6403

88.7705

88.9201

89.0794

89.2398

89.3945

89.5380

89.6663

89.7768

89.8682

89.9402

89.9934

90.0292

90.0494

90.0562

90.0520

90.0391

90.0200

89.9968

89.9715

89.9455

89.9205

89.8972

89.8766

89.8592

89.8451

89.8345

41.5505

41.5040

41.4792

41.4726

41.4802

41.4985

41.5238

41.5531

41.5836

41.6130

41.6396

41.6622

41.6797

41.6917

41.6981

41.6991

41.6950

41.6864

41.6739

41.6582

41.6402

41.6204

41.5996

41.5783

41.5571

41.5363

41.5164

4.5573

4.5139

4.4708

4.4280

4.3855

4.3432

4.3012

4.2596

4.2184

4.1777

4.1375

4.0978

4.0588

4.0205

3.9829

3.9460

3.9098

3.8744

3.8396

3.8056

3.7723

3.7397

3.7078

3.6765

3.6457

3.6156

3.5861

15.8002

15.5289

15.2582

14.9876

14.7171

14.4469

14.1772

13.9087

13.6417

13.3769

13.1150

12.8564

12.6017

12.3513

12.1054

11.8645

11.6286

11.3977

11.1720

10.9513

10.7356

10.5247

10.3185

10.1168

9.9195

9.7264

9.5373

67.1011

67.0079

66.9584

66.9452

66.9605

66.9970

67.0476

67.1061

67.1671

67.2260

67.2793

67.3243

67.3593

67.3834

67.3963

67.3982

67.3900

67.3728

67.3478

67.3165

67.2803

67.2408

67.1991

67.1566

67.1141

67.0727

67.032

Page 80: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

69  

batchpi.m (U261)

(KFB=1.42 TAUR=423.0 YSET=363.15)

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

32.5000

35.0000

37.5000

40.0000

42.5000

45.0000

47.5000

50.0000

52.5000

55.0000

90.0000

91.6411

93.0173

94.1546

95.0606

95.7342

96.1728

96.3768

96.3534

96.1186

95.6970

95.1203

94.4249

93.6489

92.8292

91.9997

91.1896

90.4229

89.7180

89.0883

88.5425

88.0852

87.7175

43.0000

43.0916

43.3156

43.6057

43.9165

44.2157

44.4798

44.6919

44.8403

44.9179

44.9221

44.8537

44.7175

44.5209

44.2736

43.9865

43.6712

43.3392

43.0012

42.6669

42.3450

42.0422

41.7640

6.1095

6.0212

5.9245

5.8211

5.7130

5.6022

5.4910

5.3814

5.2753

5.1743

5.0795

4.9915

4.9105

4.8363

4.7687

4.7069

4.6504

4.5985

4.5506

4.5060

4.4643

4.4249

4.3873

26.2700

25.7013

25.0469

24.3176

23.5286

22.6988

21.8501

21.0050

20.1846

19.4067

18.6839

18.0233

17.4274

16.8943

16.4195

15.9972

15.6204

15.2827

14.9777

14.6999

14.4442

14.2066

13.9833

70.0000

70.1833

70.6311

71.2113

71.8330

72.4313

72.9595

73.3837

73.6805

73.8359

73.8441

73.7074

73.4350

73.0419

72.5472

71.9730

71.3424

70.6783

70.0023

69.3339

68.6899

68.0843

67.5280

Page 81: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

70  

57.5000

60.0000

62.5000

65.0000

67.5000

70.0000

72.5000

75.0000

77.5000

80.0000

82.5000

85.0000

87.5000

90.0000

92.5000

95.0000

97.5000

100.0000

102.5000

105.0000

107.5000

110.0000

112.5000

115.0000

117.5000

120.0000

87.4377

87.2419

87.1246

87.0788

87.0969

87.1707

87.2917

87.4515

87.6417

87.8545

88.0824

88.3186

88.5569

88.7918

89.0185

89.2331

89.4321

89.6132

89.7745

89.9148

90.0337

90.1310

90.2075

90.2639

90.3017

90.3223

41.5146

41.2964

41.1110

40.9587

40.8390

40.7503

40.6909

40.6583

40.6497

40.6621

40.6924

40.7375

40.7944

40.8600

40.9315

41.0065

41.0825

41.1574

41.2295

41.2973

41.3594

41.4151

41.4636

41.5045

41.5376

41.5629

4.3514

4.3166

4.2829

4.2498

4.2173

4.1851

4.1532

4.1214

4.0896

4.0578

4.0260

3.9940

3.9620

3.9299

3.8978

3.8657

3.8336

3.8015

3.7697

3.7380

3.7066

3.6755

3.6447

3.6144

3.5845

3.5551

13.7712

13.5678

13.3709

13.1786

12.9894

12.8019

12.6151

12.4282

12.2404

12.0513

11.8606

11.6680

11.4734

11.2771

11.0792

10.8800

10.6799

10.4793

10.2788

10.0788

9.8800

9.6827

9.4876

9.2949

9.1053

8.9189

67.0291

66.5928

66.2221

65.9175

65.6779

65.5007

65.3819

65.3166

65.2993

65.3241

65.3848

65.4750

65.5887

65.7199

65.8631

66.0130

66.1649

66.3148

66.4590

66.5945

66.7189

66.8302

66.9272

67.0090

67.0752

67.1258

Page 82: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

71  

batchpid.m (U202)

( KFB=14.00 TAUR=360.00 TAUD=60.00 YSET=363.15)

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

32.5000

35.0000

37.5000

40.0000

42.5000

45.0000

47.5000

50.0000

52.5000

90.0000

90.9107

91.1813

91.0888

90.8300

90.5342

90.2734

90.0776

89.9503

89.8809

89.8537

89.8534

89.8672

89.8865

89.9055

89.9217

89.9339

89.9423

89.9477

89.9508

89.9525

89.9534

43.0000

43.0546

43.1435

43.2003

43.2041

43.1584

43.0772

42.9765

42.8699

42.7668

42.6728

42.5899

42.5181

42.4563

42.4024

42.3549

42.3120

42.2725

42.2355

42.2004

42.1668

42.1346

6.1095

6.0233

5.9354

5.8492

5.7665

5.6875

5.6122

5.5399

5.4701

5.4025

5.3365

5.2721

5.2090

5.1472

5.0867

5.0273

4.9692

4.9122

4.8564

4.8018

4.7483

4.6960

26.2700

25.7203

25.1480

24.5839

24.0434

23.5309

23.0444

22.5798

22.1325

21.6987

21.2756

20.8614

20.4549

20.0556

19.6633

19.2778

18.8994

18.5280

18.1635

17.8061

17.4557

17.1120

70.0000

70.1092

70.2870

70.4007

70.4083

70.3168

70.1543

69.9529

69.7397

69.5337

69.3456

69.1798

69.0363

68.9125

68.8049

68.7098

68.6239

68.5450

68.4710

68.4008

68.3337

68.2691

Page 83: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

72  

55.0000

57.5000

60.0000

62.5000

65.0000

67.5000

70.0000

72.5000

75.0000

77.5000

80.0000

82.5000

85.0000

87.5000

90.0000

92.5000

95.0000

97.5000

100.0000

102.5000

105.0000

107.5000

110.0000

112.5000

115.0000

117.5000

120.0000

89.9540

89.9545

89.9550

89.9557

89.9564

89.9573

89.9582

89.9592

89.9601

89.9611

89.9620

89.9629

89.9638

89.9647

89.9655

89.9663

89.9670

89.9678

89.9685

89.9693

89.9699

89.9706

89.9713

89.9719

89.9726

89.9732

89.973

42.1035

42.0735

42.0445

42.0166

41.9897

41.9638

41.9387

41.9146

41.8913

41.8688

41.8470

41.8260

41.8056

41.7859

41.7667

41.7482

41.7302

41.7128

41.6958

41.6794

41.6634

41.6479

41.6327

41.6181

41.6038

41.5899

41.576

4.6447

4.5945

4.5453

4.4971

4.4499

4.4036

4.3583

4.3138

4.2703

4.2276

4.1857

4.1447

4.1045

4.0650

4.0264

3.9884

3.9512

3.9147

3.8789

3.8437

3.8093

3.7754

3.7422

3.7096

3.6776

3.6462

3.6154

16.7752

16.4449

16.1211

15.8037

15.4925

15.1874

14.8883

14.5950

14.3075

14.0256

13.7493

13.4783

13.2127

12.9523

12.6970

12.4467

12.2013

11.9608

11.7249

11.4937

11.2671

11.0448

10.8270

10.6134

10.4041

10.1988

9.9976

68.2069

68.1469

68.0890

68.0332

67.9794

67.9275

67.8775

67.8292

67.7826

67.7376

67.6940

67.6519

67.6112

67.5717

67.5335

67.4964

67.4604

67.4255

67.3916

67.3587

67.3268

67.2957

67.2655

67.2361

67.2076

67.1797

67.1527

Page 84: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

73  

batchpid.m (U212)

(KFB=6.90 TAUR=78.00 TAUD=12.00 YSET=363.15)

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

32.5000

35.0000

37.5000

40.0000

42.5000

45.0000

47.500

52.5000

90.0000

91.2044

91.2296

90.4964

89.7240

89.3876

89.5214

89.8683

90.1439

90.2139

90.1160

89.9723

89.8851

89.8841

89.9367

89.9916

90.0162

90.0083

89.9855

89.9673

89.9628

43.0000

43.0747

43.1832

43.1993

43.1029

42.9509

42.8139

42.7286

42.6892

42.6669

42.6356

42.5859

42.5245

42.4634

42.4114

42.3695

42.3337

42.2991

42.2630

42.2256

42.1886

6.1095

6.0221

5.9327

5.8483

5.7709

5.6987

5.6286

5.5586

5.4883

5.4187

5.3507

5.2849

5.2212

5.1590

5.0981

5.0382

4.9795

4.9219

4.8657

4.8107

4.7569

26.2700

25.7100

25.1239

24.5752

24.0835

23.6314

23.1924

22.7490

22.2981

21.8474

21.4068

20.9811

20.5694

20.1678

19.7728

19.3830

18.9993

18.6227

18.2544

17.8941

17.5415

70.0000

70.1494

70.3664

70.3987

70.2058

69.9019

69.6278

69.4572

69.3784

69.3338

69.2712

69.1719

69.0490

68.9269

68.8228

68.7390

68.6675

68.5982

68.5260

68.4511

68.3772

Page 85: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

74  

55.0000

57.5000

60.0000

62.5000

67.5000

70.0000

72.5000

75.0000

77.5000

80.0000

82.5000

85.0000

87.5000

90.0000

92.5000

95.0000

97.5000

100.0000

102.5000

105.0000

107.5000

110.0000

112.5000

115.0000

117.5000

120.0000

89.9695

89.9793

89.9856

89.9864

89.9837

89.9795

89.9804

89.9822

89.9837

89.9845

89.9845

89.9844

89.9844

89.9847

89.9852

89.9857

89.9862

89.9865

89.9867

89.9870

89.9872

89.9875

89.9878

89.9881

89.9884

89.9899

42.1538

42.1216

42.0916

42.0629

42.0349

41.9808

41.9550

41.9303

41.9066

41.8838

41.8617

41.8403

41.8194

41.7993

41.7797

41.7608

41.7425

41.7247

41.7074

41.6907

41.6744

41.6585

41.6431

41.6282

41.6136

41.5994

4.7043

4.6527

4.6021

4.5526

4.5041

4.4101

4.3645

4.3198

4.2761

4.2331

4.1911

4.1498

4.1094

4.0698

4.0309

3.9928

3.9554

3.9187

3.8828

3.8475

3.8128

3.7789

3.7455

3.7128

3.6807

3.6492

17.1957

16.8564

16.5235

16.1971

15.8771

15.2563

14.9551

14.6598

14.3703

14.0864

13.8082

13.5354

13.2681

13.0060

12.7491

12.4972

12.2503

12.0083

11.7710

11.5385

11.3105

11.0870

10.8679

10.6532

10.4427

10.2363

68.3076

68.2432

68.1832

68.1258

68.0699

67.9616

67.9100

67.8606

67.8133

67.7676

67.7234

67.6805

67.6389

67.5985

67.5594

67.5216

67.4850

67.4494

67.4149

67.3813

67.3487

67.3170

67.2862

67.2563

67.2272

67.1989

Page 86: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

75  

batchpid.m (U221)

( KFB=2.14 TAUR=526.20 TAUD=82.74 YSET=363.15)

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

32.5000

35.0000

37.5000

40.0000

42.5000

45.0000

47.5000

50.0000

52.5000

55.0000

57.5000

60.0000

90.0000

91.5059

92.7162

93.6659

94.3711

94.8423

95.0904

95.1299

94.9810

94.6694

94.2255

93.6820

93.0718

92.4265

91.7742

91.1390

90.5404

89.9929

89.5071

89.0891

88.7421

88.4660

88.2588

88.1164

88.0337

43.0000

43.0843

43.2854

43.5388

43.8009

44.0420

44.2418

44.3873

44.4712

44.4907

44.4470

44.3446

44.1904

43.9931

43.7622

43.5079

43.2398

42.9671

42.6979

42.4390

42.1960

41.9734

41.7740

41.5998

41.4517

6.1095

6.0216

5.9265

5.8261

5.7224

5.6176

5.5137

5.4122

5.3147

5.2222

5.1354

5.0544

4.9793

4.9097

4.8453

4.7856

4.7301

4.6781

4.6292

4.5830

4.5390

4.4969

4.4563

4.4169

4.3785

26.2700

25.7052

25.0656

24.3656

23.6225

22.8557

22.0850

21.3289

20.6027

19.9179

19.2818

18.6973

18.1643

17.6802

17.2406

16.8407

16.4754

16.1396

15.8287

15.5386

15.2655

15.0062

14.7581

14.5187

14.2861

70.0000

70.1686

70.5708

71.0776

71.6019

72.0840

72.4836

72.7747

72.9424

72.9814

72.8941

72.6893

72.3809

71.9862

71.5244

71.0158

70.4796

69.9342

69.3957

68.8779

68.3921

67.9468

67.5480

67.1997

66.9035

Page 87: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

76  

62.5000

65.0000

67.5000

70.0000

72.5000

75.0000

77.5000

80.0000

82.5000

85.0000

87.5000

90.0000

92.5000

95.0000

97.5000

100.0000

102.5000

105.0000

107.5000

110.0000

112.5000

115.0000

117.5000

120.0000

88.0044

88.0219

88.0791

88.1690

88.2848

88.4200

88.5685

88.7247

88.8837

89.0413

89.1936

89.3377

89.4713

89.5925

89.7002

89.7937

89.8727

89.9375

89.9885

90.0267

90.0530

90.0686

90.0747

90.0729

41.3297

41.2329

41.1601

41.1093

41.0785

41.0653

41.0671

41.0815

41.1060

41.1382

41.1759

41.2170

41.2597

41.3023

41.3436

41.3823

41.4177

41.4489

41.4756

41.4975

41.5144

41.5264

41.5338

41.5367

4.3410

4.3041

4.2676

4.2316

4.1959

4.1604

4.1251

4.0900

4.0550

4.0202

3.9856

3.9512

3.9171

3.8832

3.8496

3.8164

3.7836

3.7512

3.7192

3.6877

3.6567

3.6262

3.5963

3.5669

14.0587

13.8350

13.6140

13.3948

13.1766

12.9590

12.7416

12.5242

12.3068

12.0895

11.8723

11.6555

11.4394

11.2243

11.0107

10.7987

10.5889

10.3816

10.1770

9.9754

9.7772

9.5824

9.3913

9.2040

66.6594

66.4658

66.3201

66.2186

66.1570

66.1305

66.1343

66.1631

66.2121

66.2765

66.3518

66.4340

66.5194

66.6047

66.6872

66.7647

66.8353

66.8978

66.9512

66.9949

67.0288

67.0529

67.0675

67.0733

Page 88: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

77  

batchpid.m (U231)

( KFB=4.30 TAUR=577.68 TAUD=95.76 YSET=363.15)

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

32.5000

35.0000

37.5000

40.0000

42.5000

45.0000

47.5000

50.0000

52.5000

55.0000

57.5000

60.0000

90.0000

91.3121

92.2292

92.8193

93.1307

93.2086

93.0974

92.8415

92.4836

92.0632

91.6151

91.1680

90.7440

90.3594

90.0245

89.7448

89.5217

89.3536

89.2366

89.1654

89.1336

89.1345

89.1614

89.2080

89.2684

43.0000

43.0743

43.2398

43.4299

43.6030

43.7346

43.8122

43.8318

43.7956

43.7098

43.5833

43.4259

43.2480

43.0591

42.8678

42.6812

42.5051

42.3435

42.1992

42.0735

41.9670

41.8790

41.8085

41.7538

41.7131

6.1095

6.0222

5.9294

5.8338

5.7377

5.6432

5.5515

5.4639

5.3808

5.3024

5.2287

5.1593

5.0938

5.0319

4.9730

4.9168

4.8628

4.8107

4.7603

4.7111

4.6632

4.6162

4.5700

4.5246

4.4798

26.2700

25.7103

25.0930

24.4398

23.7723

23.1094

22.4662

21.8530

21.2759

20.7371

20.2360

19.7701

19.3359

18.9295

18.5470

18.1846

17.8389

17.5070

17.1863

16.8748

16.5706

16.2724

15.9791

15.6899

15.4043

70.0000

70.1486

70.4796

70.8598

71.2060

71.4692

71.6243

71.6636

71.5912

71.4196

71.1665

70.8518

70.4960

70.1182

69.7356

69.3625

69.0102

68.6870

68.3983

68.1471

67.9339

67.7580

67.6170

67.5076

67.4261

Page 89: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

78  

62.5000

65.0000

67.5000

70.0000

72.5000

75.0000

77.5000

80.0000

82.5000

85.0000

87.5000

90.0000

92.5000

95.0000

97.5000

100.0000

102.5000

105.0000

107.5000

110.0000 112.5000 115.0000 117.5000 120.0000

89.3375

89.4107

89.4843

89.5555

89.6221

89.6824

89.7355

89.7809

89.8186

89.8489

89.8722

89.8893

89.9010

89.9080

89.9112

89.9115

89.9096

89.9061

89.9018

89.8969

89.8921

89.8875

89.8834

89.8799

41.6842

41.6650

41.6536

41.6480

41.6465

41.6476

41.6500

41.6527

41.6549

41.6559

41.6555

41.6533

41.6492

41.6432

41.6355

41.6262

41.6156

41.6037

41.5910

41.5776

41.5638

41.5497

41.5355

41.5215

4.4357

4.3921

4.3492

4.3068

4.2650

4.2238

4.1832

4.1432

4.1039

4.0652

4.0272

3.9898

3.9531

3.9170

3.8817

3.8470

3.8129

3.7795

3.7467

3.7145

3.6829

3.6519

3.6215

3.5916

15.1218

14.8424

14.5660

14.2925

14.0221

13.7550

13.4913

13.2313

12.9752

12.7231

12.4751

12.2314

11.9922

11.7573

11.5270

11.3011

11.0797

10.8626

10.6499

10.4415

10.2373

10.0371

9.8410

9.6488

67.3683

67.3300

67.3072

67.2960

67.2930

67.2952

67.3000

67.3054

67.3098

67.3119

67.3110

67.3065

67.2983

67.2864

67.2710

67.2525

67.2311

67.2075

67.1820

67.1552

67.1275

67.0994

67.0711

67.0430

Page 90: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

79  

batchpid.m (U241)

( KFB=2.56 TAUR=571.50 TAUD=109.92 YSET=363.15)

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

32.5000

35.0000

37.5000

40.0000

42.5000

45.0000

47.5000

50.0000

52.5000

55.0000

57.5000

90.0000

91.4362

92.5652

93.4273

94.0434

94.4299

94.6034

94.5843

94.3968

94.0694

93.6330

93.1192

92.5584

91.9784

91.4033

90.8530

90.3429

89.8842

89.4841

89.1464

88.8723

88.6604

88.5075

88.4092

43.0000

43.0804

43.2700

43.5054

43.7444

43.9588

44.1303

44.2478

44.3059

44.3036

44.2437

44.1317

43.9750

43.7824

43.5633

43.3269

43.0819

42.8364

42.5972

42.3699

42.1592

41.9681

41.7988

41.6526

6.1095

6.0218

5.9275

5.8285

5.7270

5.6249

5.5240

5.4260

5.3321

5.2429

5.1591

5.0808

5.0078

4.9398

4.8765

4.8174

4.7620

4.7097

4.6603

4.6132

4.5682

4.5248

4.4828

4.4419

26.2700

25.7072

25.0750

24.3890

23.6672

22.9284

22.1910

21.4714

20.7827

20.1339

19.5303

18.9737

18.4631

17.9958

17.5677

17.1746

16.8117

16.4748

16.1598

15.8630

15.5814

15.3120

15.0525

14.8010

70.0000

70.1609

70.5401

71.0108

71.4888

71.9176

72.2606

72.4956

72.6117

72.6072

72.4874

72.2633

71.9500

71.5649

71.1266

70.6537

70.1638

69.6728

69.1943

68.7399

68.3183

67.9361

67.5977

67.3052

Page 91: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

80  

60.0000

62.5000

65.0000

67.5000

70.0000

72.5000

75.0000

77.5000

80.0000

82.5000

85.0000

87.5000

90.0000

92.5000

95.0000

97.5000

100.0000

102.5000

105.0000

107.5000

110.0000

112.5000

115.0000

117.5000

120.0000

88.3602

88.3543

88.3853

88.4469

88.5328

88.6372

88.7544

88.8797

89.0084

89.1367

89.2613

89.3797

89.4897

89.5898

89.6789

89.7565

89.8224

89.8768

89.9202

89.9531

89.9766

89.9915

89.9989

90.0000

89.995

41.5296

41.4293

41.3508

41.2924

41.2523

41.2285

41.2187

41.2207

41.2323

41.2512

41.2756

41.3035

41.3334

41.3639

41.3936

41.4216

41.4472

41.4696

41.4886

41.5038

41.5152

41.5228

41.5267

41.5271

41.5244

4.4020

4.3629

4.3243

4.2863

4.2488

4.2116

4.1747

4.1381

4.1018

4.0657

4.0300

3.9945

3.9594

3.9246

3.8902

3.8562

3.8226

3.7895

3.7569

3.7247

3.6931

3.6620

3.6315

3.6015

3.5721

14.5557

14.3152

14.0783

13.8441

13.6120

13.3814

13.1518

12.9232

12.6954

12.4685

12.2425

12.0176

11.7940

11.5721

11.3521

11.1343

10.9190

10.7065

10.4969

10.2907

10.0878

9.8886

9.6930

9.5012

9.3133

67.0591

66.8586

66.7015

66.5848

66.5047

66.4571

66.4375

66.4415

66.4645

66.5024

66.5512

66.6071

66.6669

66.7277

66.7872

66.8432

66.8943

66.9392

66.9771

67.0076

67.0303

67.0455

67.0533

67.0542

67.0488

Page 92: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

81  

batchpid.m (U214)

(KFB=6.90 TAUR=78.00 TAUD=12.00 YSET=363.15 )

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

32.5000

35.0000

37.5000

40.0000

42.5000

45.0000

47.5000

50.0000

52.5000

55.0000

88.0000

91.6582

92.6098

92.4724

91.8771

91.2026

90.6346

90.2329

89.9889

89.8663

89.8238

89.8267

89.8505

89.8798

89.9066

89.9275

89.9423

89.9518

89.9575

89.9607

89.9624

89.9633

89.9639

43.0000

43.0392

43.2662

43.4545

43.5294

43.4932

43.3790

43.2244

43.0595

42.9037

42.7667

42.6513

42.5563

42.4783

42.4136

42.3588

42.3111

42.2683

42.2291

42.1925

42.1580

42.1251

42.0937

6.1095

6.0243

5.9282

5.8322

5.7418

5.6582

5.5806

5.5078

5.4384

5.3716

5.3066

5.2431

5.1809

5.1199

5.0601

5.0014

4.9440

4.8876

4.8325

4.7785

4.7256

4.6738

4.6230

26.2700

25.7292

25.0802

24.4230

23.8097

23.2526

22.7444

22.2730

21.8273

21.3991

20.9830

20.5757

20.1758

19.7824

19.3955

19.0152

18.6416

18.2749

17.9151

17.5622

17.2161

16.8769

16.5443

70.0000

70.0785

70.5323

70.9090

71.0588

70.9864

70.7580

70.4488

70.1190

69.8074

69.5334

69.3027

69.1126

68.9566

68.8273

68.7176

68.6221

68.5366

68.4582

68.3851

68.3160

68.2503

68.1875

Page 93: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

82  

57.5000

60.0000

62.5000

65.0000

67.5000

70.0000

72.5000

75.0000

77.5000

80.0000

82.5000

85.0000

87.5000

90.0000

92.5000

95.0000

97.5000

100.0000

102.5000

105.0000

107.5000

110.0000

112.5000

115.0000

117.5000

120.0000

89.9644

89.9650

89.9657

89.9664

89.9671

89.9679

89.9687

89.9694

89.9702

89.9709

89.9716

89.9722

89.9729

89.9735

89.9741

89.9747

89.9753

89.9759

89.9764

89.9770

89.9775

89.9780

89.9785

89.9790

89.9794

89.9799

42.0637

42.0348

42.0071

41.9804

41.9547

41.9300

41.9062

41.8832

41.8610

41.8395

41.8187

41.7986

41.7791

41.7602

41.7419

41.7242

41.7069

41.6902

41.6739

41.6581

41.6428

41.6278

41.6133

41.5992

41.5854

41.5720

4.5734

4.5247

4.4770

4.4303

4.3845

4.3396

4.2957

4.2526

4.2103

4.1689

4.1283

4.0885

4.0495

4.0112

3.9736

3.9368

3.9006

3.8652

3.8304

3.7962

3.7627

3.7299

3.6976

3.6659

3.6348

3.6043

16.2182

15.8985

15.5851

15.2779

14.9767

14.6814

14.3919

14.1081

13.8299

13.5572

13.2897

13.0276

12.7706

12.5187

12.2717

12.0295

11.7922

11.5595

11.3313

11.1077

10.8885

10.6735

10.4629

10.2563

10.0538

9.8554

68.1273

68.0696

68.0141

67.9608

67.9095

67.8600

67.8124

67.7664

67.7219

67.6790

67.6374

67.5972

67.5582

67.5205

67.4838

67.4483

67.4138

67.3804

67.3478

67.3162

67.2855

67.2557

67.2266

67.1984

67.1709

67.1441

Page 94: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

83  

batchdmc.m (U301)

NT NV NU F2 TS NSL

12 4 2 0 150 12

A:

0.0615 0

0.1231 0.0615

0.1923 0.1231

0.2615 0.1923

FBKC:

11.3538 6.1515 2.3684 -3.4842

-16.5562 -7.8696 -1.2525 8.5199

t T TC CM CI TCE

0 2.5000 5.0000 7.5000 10.0000 12.5000 15.0000 17.5000 20.0000 22.5000 25.0000 27.5000 30.0000

90.0000 91.7211 91.6170 91.6449 91.8577 91.8205 92.0063 92.2080 92.3272 92.7209 93.9316 90.8409 91.6838

43.0000 43.0947 43.2388 43.3244 43.3845 43.4218 43.4418 43.4629 43.4815 43.5101 43.6084 43.5564 43.3864

6.1095 6.0210 5.9291 5.8400 5.7524 5.6666 5.5826 5.4996 5.4179 5.3369 5.2531 5.1771 5.1096

26.2700 25.6997 25.0905 24.4982 23.9124 23.3351 22.7673 22.2016 21.6404 21.0782 20.4820 19.9535 19.5008

70.0000 70.1894 70.4776 70.6487 70.7690 70.8435 70.8837 70.9258 70.9629 71.0201 71.2168 71.1127 70.7728

Page 95: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

84  

batchdmc.m (U302)

DMC

NT NV NU F2 TS NSL

12 2 2 0 150 12

A:

0.0615 0

0.1231 0.0615

FBKC:

16.2500 0.0000

-32.5000 16.2500

t T TC CM CI TCE

0 2.5000 5.0000 7.5000 10.0000 12.5000 15.0000 17.5000 20.0000 22.5000 25.0000 27.5000 30.0000

90.0000 91.7211 91.6317 91.6433 91.8545 91.8247 92.0026 92.2071 92.3290 92.7156 93.9174 90.9136 91.6183

43.0000 43.0947 43.2396 43.3257 43.3852 43.4223 43.4423 43.4630 43.4816 43.5099 43.6072 43.5589 43.3884

6.1095 6.0210 5.9291 5.8399 5.7523 5.6665 5.5825 5.4996 5.4178 5.3368 5.2532 5.1770 5.1094

26.2700 25.6997 25.0900 24.4973 23.9117 23.3343 22.7665 22.2010 21.6398 21.0777 20.4821 19.9521 19.4993

70.0000 70.1894 70.4793 70.6514 70.7705 70.8447 70.8845 70.9260 70.9631 71.0198 71.2143 71.1177 70.7768

Page 96: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

85  

batchdmc.m (U303)

DMC

NT NV NU F2 TS NSL

12 4 2 10 150 12

A:

0.0615 0

0.1231 0.0615

0.1923 0.1231

0.2615 0.1923

FBKC:

0.0061 0.0121 0.0189 0.0257

-0.0000 0.0060 0.0121 0.0189

t T TC CM CI TCE

0 2.5000 5.0000 7.5000 10.0000 12.5000 15.0000 17.5000 20.0000 22.5000 25.0000 27.5000 30.0000

90.0000 91.7211 93.3497 94.9282 96.4811 98.0206 99.5492 101.0606 102.5398 103.9627 105.2963 106.4997 107.5278

43.0000 43.0947 43.3396 43.6843 44.0961 44.5535 45.0418 45.5500 46.0694 46.5915 47.1072 47.6065 48.0773

6.1095 6.0210 5.9229 5.8154 5.6985 5.5724 5.4373 5.2939 5.1430 4.9860 4.8251 4.6627 4.5020

26.2700 25.6997 25.0319 24.2607 23.3796 22.3824 21.2646 20.0252 18.6691 17.2092 15.6691 14.0837 12.4984

70.0000 70.1894 70.6793 71.3686 72.1923 73.1071 74.0836 75.1001 76.1388 77.1829 78.2145 79.2129 80.1546

Page 97: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

86  

batchdmc.m (U304)

DMC

NT NV NU F2 TS NSL

12 2 2 10 150 12

A:

0.0615 0

0.1231 0.0615

FBKC:

0.0061 0.0123

-0.0000 0.0061

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

90.0000

91.7211

93.3544

94.9468

96.5274

98.1134

99.7129

101.3257

102.9433

104.5473

106.1088

107.5872

108.9324

43.0000

43.0947

43.3399

43.6859

44.1009

44.5649

45.0644

45.5904

46.1358

46.6943

47.2588

47.8208

48.3695

6.1095

6.0210

5.9229

5.8153

5.6981

5.5714

5.4351

5.2896

5.1354

4.9736

4.8059

4.6347

4.4633

26.2700

25.6997

25.0318

24.2596

23.3755

22.3713

21.2394

19.9746

18.5763

17.0518

15.4194

13.7118

11.9770

70.0000

70.1894

70.6798

71.3717

72.2019

73.1298

74.1288

75.1808

76.2716

77.3885

78.5176

79.6416

80.739

Page 98: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

87  

batchdmc.m (U305) DMC:

NT NV NU F2 TS NSL

12 4 1 0 150 12 A:

0.0615

0.1231

0.1923

0.2615

FBKC:

0.4950 0.9900 1.5469 2.1038

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

90.0000

91.7211

92.8102

93.1506

92.9137

92.3991

91.9072

91.6397

91.6618

91.9452

92.4976

92.9612

93.0362

43.0000

43.0947

43.3083

43.5287

43.6787

43.7290

43.6926

43.6071

43.5154

43.4505

43.4361

43.4691

43.5107

6.1095

6.0210

5.9249

5.8262

5.7301

5.6395

5.5548

5.4747

5.3976

5.3215

5.2450

5.1676

5.0908

26.2700

25.6997

25.0509

24.3679

23.6993

23.0742

22.4975

21.9578

21.4382

20.9226

20.3964

19.8549

19.3121

70.0000

70.1894

70.6166

71.0574

71.3573

71.4580

71.3851

71.2143

71.0307

70.9011

70.8722

70.9381

71.0213

Page 99: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

88  

batchdmc.m (U306) DMC

NT NV NU F2 TS NSL

12 2 1 0 150 12

A:

0.0615

0.1231

FBKC:

3.2500 6.5000

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

90.0000

91.7211

92.3203

92.1310

91.8383

91.7390

91.8469

92.0708

92.3105

92.5880

93.2432

92.9346

91.9013

43.0000

43.0947

43.2798

43.4216

43.4815

43.4870

43.4755

43.4702

43.4774

43.4975

43.5514

43.5961

43.5409

6.1095

6.0210

5.9266

5.8334

5.7444

5.6592

5.5762

5.4944

5.4133

5.3329

5.2518

5.1720

5.0983

26.2700

25.6997

25.0675

24.4366

23.8371

23.2646

22.7057

22.1504

21.5951

21.0386

20.4688

19.9036

19.3914

70.0000

70.1894

70.5596

70.8431

70.9630

70.9740

70.9511

70.9405

70.9549

70.9950

71.1029

71.1923

71.0817

Page 100: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

89  

batchdmc.m (U307)

DMC

NT NV NU F2 TS NSL

12 1 1 0 150 12

A:

0.0615

FBKC:

16.2500

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

90.0000

91.7211

91.6317

91.6433

91.8545

91.8247

92.0026

92.2071

92.3290

92.7156

93.9174

90.9136

91.6183

43.0000

43.0947

43.2396

43.3257

43.3852

43.4223

43.4423

43.4630

43.4816

43.5099

43.6072

43.5589

43.3884

6.1095

6.0210

5.9291

5.8399

5.7523

5.6665

5.5825

5.4996

5.4178

5.3368

5.2532

5.1770

5.1094

26.2700

25.6997

25.0900

24.4973

23.9117

23.3343

22.7665

22.2010

21.6398

21.0777

20.4821

19.9521

19.4993

70.0000

70.1894

70.4793

70.6514

70.7705

70.8447

70.8845

70.9260

70.9631

71.0198

71.2143

71.1177

70.7768

Page 101: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

90  

batchdmc.m (U308)

DMC

NT NV NU F2 TS NSL

12 4 1 10 150 12

A:

0.0615

0.1231

0.1923

0.2615

FBKC:

0.0061 0.0122 0.0190 0.0258

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

90.0000

91.7211

93.3496

94.9281

96.4808

98.0200

99.5481

101.0588

102.5371

103.9588

105.2909

106.4926

107.5188

43.0000

43.0947

43.3396

43.6843

44.0961

44.5535

45.0416

45.5498

46.0690

46.5908

47.1062

47.6050

48.0754

6.1095

6.0210

5.9229

5.8154

5.6985

5.5724

5.4373

5.2939

5.1430

4.9861

4.8252

4.6629

4.5023

26.2700

25.6997

25.0319

24.2607

23.3796

22.3824

21.2647

20.0256

18.6697

17.2103

15.6707

14.0861

12.5017

70.0000

70.1894

70.6793

71.3686

72.1922

73.1069

74.0833

75.0996

76.1379

77.1816

78.2125

79.2101

80.1508

Page 102: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

91  

batchdmc.m (U309)

DMC

NT NV NU F2 TS NSL

12 2 1 10 150 12

A:

0.0615

0.1231

FBKC:

0.0061 0.0123

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

90.0000

91.7211

93.3544

94.9468

96.5274

98.1134

99.7129

101.3257

102.9433

104.5473

106.1087

107.5871

108.9323

43.0000

43.0947

43.3399

43.6859

44.1009

44.5649

45.0644

45.5904

46.1358

46.6943

47.2588

47.8208

48.3695

6.1095

6.0210

5.9229

5.8153

5.6981

5.5714

5.4351

5.2896

5.1354

4.9736

4.8059

4.6347

4.4633

26.2700

25.6997

25.0318

24.2596

23.3755

22.3713

21.2394

19.9746

18.5763

17.0518

15.4194

13.7119

11.9770

70.0000

70.1894

70.6798

71.3717

72.2019

73.1298

74.1288

75.1808

76.2716

77.3885

78.5175

79.6415

80.7390

Page 103: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

92  

batchdmc.m (U310)

DMC

NT NV NU F2 TS NSL

12 1 1 10 150 12

A:

0.0615

FBKC:

0.0062

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

90.0000

91.7211

93.3557

94.9520

96.5402

98.1392

99.7586

101.4002

103.0572

104.7134

106.3411

107.9004

109.3400

43.0000

43.0947

43.3400

43.6863

44.1023

44.5680

45.0707

45.6017

46.1545

46.7233

47.3017

47.8819

48.4533

6.1095

6.0210

5.9229

5.8152

5.6980

5.5711

5.4345

5.2884

5.1333

4.9701

4.8004

4.6266

4.4520

26.2700

25.6997

25.0317

24.2593

23.3744

22.3682

21.2324

19.9603

18.5500

17.0067

15.3472

13.6032

11.8235

70.0000

70.1894

70.6800

71.3726

72.2045

73.1361

74.1414

75.2034

76.3089

77.4465

78.6035

79.7638

80.9067

Page 104: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

93  

Simulink sonuçları: (polymer__simol.mdl)

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

32.5000

35.0000

37.5000

40.0000

42.5000

45.0000

47.5000

50.0000

52.5000

55.0000

57.5000

60.0000

62.5000

90.0000

91.1449

91.5909

91.7685

91.8381

91.8613

91.8625

91.8519

91.8345

91.8127

91.7880

91.7615

91.7339

91.7058

91.6774

91.6491

91.6212

91.5937

91.5668

91.5405

91.5149

91.4900

91.4658

91.4423

91.4196

91.3976

43.0000

43.0722

43.1926

43.2973

43.3705

43.4128

43.4292

43.4252

43.4058

43.3750

43.3362

43.2917

43.2436

43.1932

43.1416

43.0896

43.0379

42.9869

42.9369

42.8881

42.8406

42.7946

42.7500

42.7069

42.6653

42.6252

6.1095

6.0223

5.9323

5.8426

5.7546

5.6687

5.5850

5.5035

5.4244

5.3474

5.2725

5.1997

5.1290

5.0602

4.9932

4.9281

4.8647

4.8030

4.7429

4.6844

4.6274

4.5719

4.5178

4.4650

4.4135

4.3633

26.2700

25.7113

25.1193

24.5226

23.9327

23.3543

22.7893

22.2382

21.7013

21.1785

20.6695

20.1741

19.6920

19.2229

18.7663

18.3219

17.8893

17.4683

17.0583

16.6591

16.2703

15.8917

15.5228

15.1634

14.8132

14.4719

70.0000

70.1444

70.3853

70.5946

70.7411

70.8257

70.8584

70.8503

70.8115

70.7501

70.6724

70.5835

70.4872

70.3863

70.2832

70.1793

70.0759

69.9739

69.8738

69.7762

69.6813

69.5892

69.5000

69.4139

69.3306

69.2503

Page 105: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

94  

65.0000

67.5000

70.0000

72.5000

75.0000

77.5000

80.0000

82.5000

85.0000

87.5000

90.0000

92.5000

95.0000

97.5000

100.0000

102.5000

105.0000

107.5000

110.0000

112.5000

115.0000

117.5000

120.0000

122.5000

125.0000

91.3763

91.3556

91.3356

91.3163

91.2975

91.2794

91.2618

91.2448

91.2283

91.2123

91.1968

91.1817

91.1671

91.1530

91.1393

91.1259

91.1130

91.1004

91.0882

91.0763

91.0648

91.0536

91.0427

91.0321

91.0218

42.5864

42.5491

42.5130

42.4783

42.4448

42.4124

42.3812

42.3511

42.3220

42.2939

42.2667

42.2404

42.2150

42.1904

42.1666

42.1435

42.1212

42.0995

42.0786

42.0582

42.0385

42.0193

42.0007

41.9826

41.9651

4.3144

4.2666

4.2199

4.1744

4.1300

4.0865

4.0441

4.0027

3.9622

3.9226

3.8838

3.8460

3.8090

3.7728

3.7374

3.7027

3.6688

3.6356

3.6031

3.5712

3.5401

3.5096

3.4797

3.4504

3.4217

14.1393

13.8150

13.4989

13.1906

12.8900

12.5969

12.3109

12.0320

11.7599

11.4944

11.2354

10.9826

10.7358

10.4950

10.2600

10.0305

9.8065

9.5878

9.3743

9.1658

8.9622

8.7634

8.5692

8.3795

8.1942

69.1729

69.0981

69.0261

68.9566

68.8895

68.8249

68.7624

68.7022

68.6440

68.5877

68.5334

68.4808

68.4300

68.3808

68.3332

68.2871

68.2424

68.1991

68.1571

68.1164

68.0769

68.0386

68.0014

67.9653

67.9302

Page 106: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

95  

Simulink sonuçları: (polymer__simp.mdl)

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

32.5000

35.0000

37.5000

40.0000

42.5000

45.0000

47.5000

50.0000

52.5000

55.0000

57.5000

60.0000

62.5000

65.0000

90.0000

91.1449

91.5909

91.7684

91.8380

91.8612

91.8623

91.8518

91.8343

91.8125

91.7879

91.7614

91.7338

91.7056

91.6772

91.6490

91.6210

91.5935

91.5666

91.5403

91.5147

91.4898

91.4656

91.4422

91.4194

91.3974

91.3761

43.0000

43.0722

43.1927

43.2974

43.3707

43.4130

43.4294

43.4254

43.4060

43.3753

43.3365

43.2921

43.2439

43.1935

43.1420

43.0901

43.0384

42.9874

42.9374

42.8886

42.8411

42.7951

42.7505

42.7074

42.6658

42.6257

42.5870

6.1095

6.0223

5.9323

5.8426

5.7546

5.6687

5.5850

5.5035

5.4244

5.3474

5.2725

5.1997

5.1290

5.0602

4.9932

4.9281

4.8647

4.8030

4.7429

4.6844

4.6274

4.5719

4.5178

4.4650

4.4135

4.3634

4.3144

26.2700

25.7113

25.1193

24.5226

23.9327

23.3543

22.7893

22.2382

21.7013

21.1785

20.6695

20.1742

19.6921

19.2229

18.7664

18.3220

17.8894

17.4684

17.0584

16.6592

16.2704

15.8918

15.5229

15.1635

14.8133

14.4720

14.1394

70.0000

70.1444

70.3853

70.5947

70.7413

70.8260

70.8587

70.8508

70.8120

70.7506

70.6730

70.5842

70.4879

70.3871

70.2840

70.1801

70.0768

69.9748

69.8748

69.7772

69.6822

69.5902

69.5010

69.4149

69.3317

69.2514

69.1739

Page 107: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

96  

67.5000

70.0000

72.5000

75.0000

77.5000

80.0000

82.5000

85.0000

87.5000

90.0000

92.5000

95.0000

97.5000

100.0000

102.5000

105.0000

107.5000

110.0000

112.5000

115.0000

117.5000

120.0000

122.5000

125.0000

91.3555

91.3355

91.3161

91.2974

91.2792

91.2616

91.2446

91.2281

91.2121

91.1966

91.1816

91.1670

91.1528

91.1391

91.1257

91.1128

91.1002

91.0880

91.0761

91.0646

91.0534

91.0425

91.0319

91.0216

42.5496

42.5136

42.4788

42.4453

42.4130

42.3818

42.3517

42.3226

42.2944

42.2673

42.2410

42.2156

42.1910

42.1672

42.1441

42.1218

42.1001

42.0792

42.0588

42.0391

42.0199

42.0013

41.9832

41.9657

4.2666

4.2200

4.1744

4.1300

4.0865

4.0441

4.0027

3.9622

3.9226

3.8839

3.8460

3.8090

3.7728

3.7374

3.7027

3.6688

3.6356

3.6031

3.5713

3.5401

3.5096

3.4797

3.4504

3.4217

13.8151

13.4990

13.1908

12.8902

12.5970

12.3111

12.0322

11.7601

11.4946

11.2355

10.9827

10.7360

10.4952

10.2601

10.0307

9.8067

9.5880

9.3745

9.1660

8.9624

8.7635

8.5693

8.3796

8.1944

69.0992

69.0272

68.9577

68.8907

68.8260

68.7636

68.7033

68.6451

68.5889

68.5345

68.4820

68.4312

68.3820

68.3344

68.2882

68.2436

68.2003

68.1583

68.1176

68.0781

68.0398

68.0026

67.9665

67.9314

Page 108: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

97  

(polymer_simpi.mdl) (KFB=2.73; TAUR=6.897*60; YSET=363.15)

t T TC CM CI TCE

0

2.5000

5.0000

7.5000

10.0000

12.5000

15.0000

17.5000

20.0000

22.5000

25.0000

27.5000

30.0000

32.5000

35.0000

37.5000

40.0000

42.5000

45.0000

47.5000

50.0000

52.5000

55.0000

57.5000

60.0000

62.5000

90.0000

91.5641

92.7258

93.5245

93.9901

94.1541

94.0550

93.7392

93.2590

92.6692

92.0218

91.3636

90.7329

90.1587

89.6611

89.2515

88.9343

88.7080

88.5669

88.5021

88.5028

88.5573

88.6537

88.7802

88.9262

89.0820

43.0000

43.0909

43.2961

43.5401

43.7723

43.9601

44.0837

44.1337

44.1090

44.0149

43.8610

43.6602

43.4265

43.1740

42.9158

42.6633

42.4257

42.2102

42.0213

41.8618

41.7325

41.6326

41.5604

41.5131

41.4873

41.4795

6.1095

6.0212

5.9257

5.8257

5.7240

5.6233

5.5256

5.4326

5.3452

5.2639

5.1886

5.1189

5.0542

4.9940

4.9374

4.8840

4.8332

4.7843

4.7371

4.6911

4.6460

4.6017

4.5578

4.5144

4.4713

4.4285

26.2700

25.7015

25.0580

24.3617

23.6381

22.9125

22.2069

21.5382

20.9168

20.3469

19.8282

19.3571

18.9283

18.5355

18.1726

17.8341

17.5149

17.2106

16.9175

16.6326

16.3534

16.0781

15.8051

15.5335

15.2624

14.9917

70.0000

70.1817

70.5922

71.0801

71.5447

71.9202

72.1674

72.2674

72.2181

72.0297

71.7220

71.3204

70.8529

70.3479

69.8315

69.3265

68.8515

68.4203

68.0426

67.7236

67.4649

67.2652

67.1208

67.0262

66.9747

66.9590

Page 109: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

98  

65.0000

67.5000

70.0000

72.5000

75.0000

77.5000

80.0000

82.5000

85.0000

87.5000

90.0000

92.5000

95.0000

97.5000

100.0000

102.5000

105.0000

107.5000

110.0000

112.5000

115.0000

117.5000

120.0000

122.5000

125.0000

89.2392

89.3911

89.5323

89.6588

89.7681

89.8587

89.9305

89.9838

90.0202

90.0412

90.0490

90.0460

90.0344

90.0166

89.9946

89.9703

89.9454

89.9212

89.8986

89.8785

89.8614

89.8475

89.8370

89.8297

89.8254

41.4858

41.5026

41.5266

41.5545

41.5838

41.6122

41.6380

41.6599

41.6769

41.6887

41.6950

41.6960

41.6921

41.6838

41.6716

41.6564

41.6388

41.6194

41.5990

41.5781

41.5572

41.5368

41.5171

41.4985

41.4810

4.3859

4.3436

4.3017

4.2601

4.2189

4.1782

4.1380

4.0984

4.0594

4.0211

3.9835

3.9466

3.9105

3.8750

3.8403

3.8063

3.7730

3.7404

3.7084

3.6771

3.6464

3.6163

3.5867

3.5577

3.5292

14.7211

14.4508

14.1812

13.9128

13.6460

13.3815

13.1198

12.8614

12.6070

12.3567

12.1111

11.8703

11.6344

11.4037

11.1780

10.9573

10.7415

10.5306

10.3244

10.1226

9.9252

9.7320

9.5428

9.3574

9.1758

66.9716

67.0053

67.0532

67.1091

67.1677

67.2245

67.2761

67.3198

67.3539

67.3774

67.3900

67.3921

67.3842

67.3676

67.3433

67.3128

67.2775

67.2388

67.1980

67.1562

67.1145

67.0736

67.0343

66.9970

66.9620

Page 110: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

99  

(polymer_simpid.mdl) (KFB=6.9, TAUR=1.3*60, TAUD=0.2*60)

t T TC CM CI TCE

0

1.5048

3.0097

4.7321

6.8071

9.2520

11.7520

14.2520

16.7520

19.2520

21.7520

24.2520

26.7520

29.2520

31.7520

34.2520

36.7520

39.2520

41.7520

44.2520

46.7520

49.2520

51.7520

54.2520

56.7520

90.0000

90.6614

90.7929

90.6682

90.4246

90.1918

90.0550

89.9925

89.9702

89.9652

89.9662

89.9685

89.9705

89.9720

89.9731

89.9740

89.9747

89.9754

89.9760

89.9766

89.9772

89.9777

89.9783

89.9788

89.9793

43.0000

43.0268

43.0698

43.1019

43.1028

43.0617

42.9943

42.9185

42.8434

42.7727

42.7070

42.6461

42.5893

42.5361

42.4860

42.4386

42.3937

42.3511

42.3105

42.2718

42.2348

42.1995

42.1656

42.1331

42.1019

6.1095

6.0578

6.0055

5.9466

5.8780

5.8005

5.7242

5.6502

5.5781

5.5076

5.4388

5.3715

5.3057

5.2413

5.1783

5.1166

5.0563

4.9973

4.9396

4.8830

4.8277

4.7735

4.7205

4.6686

4.6177

26.2700

25.9422

25.6055

25.2259

24.7856

24.2901

23.8036

23.3318

22.8713

22.4206

21.9788

21.5456

21.1208

20.7044

20.2961

19.8958

19.5033

19.1186

18.7414

18.3717

18.0092

17.6539

17.3055

16.9640

16.6293

70.0000

70.0536

70.1396

70.2037

70.2056

70.1235

69.9886

69.8370

69.6869

69.5454

69.4140

69.2922

69.1786

69.0721

68.9719

68.8772

68.7875

68.7022

68.6210

68.5436

68.4697

68.3989

68.3312

68.2663

68.2039

Page 111: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

100  

59.2520

61.7520

64.2520

66.7520

69.2520

71.7520

74.2520

76.7520

79.2520

81.7520

84.2520

86.7520

89.2520

91.7520

94.2520

96.7520

99.2520

101.7520

104.2520

106.7520

109.2520

111.7520

114.2520

116.7520

119.2520

121.7520

124.2520

125.0000

89.9798

89.9803

89.9807

89.9812

89.9816

89.9821

89.9825

89.9829

89.9833

89.9837

89.9841

89.9845

89.9848

89.9852

89.9855

89.9858

89.9862

89.9865

89.9868

89.9871

89.9874

89.9877

89.9880

89.9882

89.9885

89.9887

89.9890

89.9891

42.0720

42.0432

42.0154

41.9887

41.9629

41.9381

41.9141

41.8909

41.8685

41.8468

41.8258

41.8054

41.7857

41.7666

41.7481

41.7302

41.7127

41.6958

41.6794

41.6634

41.6479

41.6328

41.6181

41.6038

41.5899

41.5764

41.5632

41.5593

4.5679

4.5192

4.4714

4.4246

4.3787

4.3337

4.2897

4.2465

4.2042

4.1627

4.1220

4.0822

4.0431

4.0047

3.9671

3.9302

3.8940

3.8585

3.8237

3.7895

3.7560

3.7231

3.6908

3.6591

3.6280

3.5974

3.5674

3.5586

16.3011

15.9793

15.6639

15.3548

15.0517

14.7545

14.4633

14.1777

13.8978

13.6234

13.3544

13.0907

12.8322

12.5788

12.3304

12.0869

11.8482

11.6142

11.3848

11.1599

10.9395

10.7234

10.5116

10.3039

10.1004

9.9009

9.7053

9.6475

68.1440

68.0864

68.0309

67.9774

67.9259

67.8762

67.8281

67.7818

67.7369

67.6935

67.6515

67.6109

67.5715

67.5333

67.4963

67.4603

67.4255

67.3916

67.3587

67.3268

67.2957

67.2656

67.2362

67.2076

67.1798

67.1528

67.1264

67.1187

Page 112: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

101  

EK 3 Simulink Model Çizimleri

Açıkçevrim

Denetim

Oransal

Denetim (P)

CI

Başlatıcı Derişimi

CM

Monomer Derişimi

TC

Ceket Sıcaklığı

T

Tepkime Sıcaklığı

polymer_sfcnp

S-Function 

 

CI

Başlatıcı Derişimi

CM

Monomer Derişimi

TC

Ceket Sıcaklığı

T

Tepkime Sıcaklığı

polymer_sfcnol

S-Function 

 

Page 113: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

102  

Oransal + İntegral

Denetim (PI)

Oransal +İntegral +Türevsel

Denetim (PID)

CI

Başlatıcı Derişimi

CM

Monomer Derişimi

TC

Ceket Sıcaklığı

T

Tepkime Sıcaklığı

polymer_sfcnpid

S-Function 

 

CI

Başlatıcı Derişimi

CM

Monomer Derişimi

TC

Ceket Sıcaklığı

T

Tepkime Sıcaklığı

polymer_sfcnpi

S-Function 

 

Page 114: acikarsiv.ankara.edu.tracikarsiv.ankara.edu.tr/browse/24438/Ates ERSAN.pdf · i ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ BİR POLİMERLEME TEPKİME KABININ SICAKLIK DENETİMİ Ate ERAN

103  

ÖZGEÇMİŞ  

 

Adı Soyadı : Ateş ERŞAN

Doğum Yeri : Hatay/Dörtyol

Doğum Tarihi: 22.07.1974

Yabancı Dili : İngilizce

Eğitim Durumu (Kurum ve Yıl)

Lise : Bahçelievler Deneme Lisesi, 1992

Lisans : Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Mühendisliği

Bölümü, 1996

Yüksek Lisans : Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya

Mühendisliği Anabilim Dalı (Mart 2010)

Çalıştığı Kurum/Kurumlar ve Yıl: MTA Genel Müdürlüğü, 1998-devam ediyor