Yarı kesikli polimer reaktörlerinin modele dayalı kontrolü

Polimerizasyon proseslerinde temel hedef istenen kalitede polimer üretmektir. Polimerizasyon reaksiyonları ekzotermik reaksiyonlar olduğu için büyük miktarlarda ısı açığa çıkar. Ortaya çıkan bu ısı endüstriyel boyutta polimer üretiminde önemli sorunlara neden olur. Ayrıca radikalik zincir reaksiyonlarında çok hızlı bir şekilde yüksek molekül ağırlıklarına çıkıldığı için ortam viskozitesi hızla artar. Polimerlerin ısıl iletkenlikleri de düşük olduğundan ısı aktarımı ve dolayısıyla sıcaklık kontrolü son derece zorlaşır. Polimer kalitesi doğrudan sıcaklık, başlatıcı konsantrasyonu gibi polimerleşme reaksiyonu sırasındaki koşullara, bağlı olup; reaktör sıcaklığının polimerleşme sırasında çok iyi kontrol edilmesi gerekmektedir.Bu çalışmada, stirenin yarı kesikli bir polimerizasyon reaktöründe, minimum süre içinde istenen dönüşüme, zincir uzunluğu sayısına ve molekül ağırlığına ulaşmak için gerekli optimum işletim koşulları bulunmuştur. Besleme giriş sıcaklığı profili farklı koşullar için, sistemin matematiksel model denklikleri ve enerji denkliklerinden elde edilmiştir. Optimizasyon işlemlerinde başlatıcının sürekli olarak reaktöre beslenmesi durumu göz önüne alınmıştır. Sistemin simülasyonu MATLAB ve Simulink simülasyon programı ve FORTRAN programlama diliyle geliştirilmiş programlar yardımıyla yapılmıştır. Reaktör içi sıcaklığı, kendinden ayarlamalı (self-tuning) PID denetleyici ile kontrol edilmeye çalışılmıştır. Kendinden ayarlamalı PID denetleyicinin ayar parametreleri genetik algoritma ile bulunmuştur. Daha sonra, belirlenen PID parametreleri yardımıyla deneysel çalışmalara geçilmiştir. Deneysel çalışmalar su ile ön deneme deneyleri ve polimer deneyleri olmak üzere iki kısımdan oluşmuştur. Belirli zaman aralıklarıyla alınan numunelerden % monomer dönüşümü ve viskozite ortalama molekül ağırlığı değerleri hesaplanmıştır. Yapılan çalışmada genetik algoritma ile kendinden ayarlamalı PID deneticinin, yarı kesikli polimer reaktör sıcaklığını başarıyla kontrol ettiği sonucuna ulaşılmıştır.Bilim Kodu: 912.1.084Anahtar Kelimeler: Kendinden Ayarlamalı PID Kontrol, Yarı kesikli polimerreaktörü, Genetik AlgoritmaSayfa Adedi: 159Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Sebahat ERDOĞAN