14212

14212

مدل‌سازي ديناميك حركت مواد در استوانه‌هاي دوار در شرايط گرفتگي

دكتري

طراحي فرآيندها

بهمن‌ماه 1393

بهمن‌ماه 1393

دكتر منصور شيرواني

دكتر سلمان موحدي راد

مهندسي شيمي

چكيده در اين رساله، بررسي جامعي بر روي مدل‌هاي پايا و ديناميكي موجود در مراجع درزمينهحركت مواد در استوانه‌هاي دوار انجام‌شده است.در اينبررسي‌هااز داده‌هاي آزمايشگاهي حاصل از يكدستگاه آزمايشگاهي شاملاستوانه دوار شفاف، مجهز به حسگرهاي نوري و دوربين‌هاي فيلم‌برداري استفاده‌شده است. در حالت‌پايا، دقت عملكرد كاربردي‌ترين مدل‌ موجود در مراجع بررسي‌شده است. نتايجبررسي‌ها نشان مي‌دهد مدل در محدوده شيب‌هاي زياد (بيش از ا درجه) و سرعت‌هاي دوران پايين (كم‌تر از 5/4 دور بر دقيقه) تطابق مناسبي با داده‌هاي آزمايشگاهي ندارد. ساختار مدل پايا با اضافه كردن چهار پارامتر جديد اصلاح‌شده است. مدل پاياي اصلاح‌شده، تطابق بسيار مناسبي با داده‌هاي آزمايشگاهي در كل محدوده پارامترهاي عملياتي را دارا است و ضريب همبستگي بين داده‌هاي آزمايشگاهي و مدل ارائه‌شده 981/0 مي‌باشد. در بررسيديناميكي حركت مواد در استوانه‌هاي دوار، ابتدا چهارساختار خطي از مدل ديناميكي سيستم با استفاده از مدلارائه‌شده در مراجع استخراج‌شده است. اين مدل هادر شيب‌هاي مختلف استوانهدوار اهميت دارند. با توجه به كاربرد بيشتر شيب‌هاي متوسط استوانه دوار در صنعت، ساختار مدل خطي مربوط به شيب متوسط موردبررسي قرارگرفته و پارامترهاي مدل خطي ارائه‌شده به كمك داده‌هاي ديناميكي سيستم شناسايي‌شده است. مشاهدهمي‌شود مدل ارائه‌شده با ضرايب خطي، براي بررسي تغييرات ارتفاع بستر مواد در اثر تغييرات ديناميكي در دبي جرمي ورودي بسيار مناسب مي‌باشد ولي براي تغييرات در سرعت دوران استوانه تطابق خوبي مشاهده نمي‌شود. در بخش انتهايي، مدل‌سازيديناميكي سيستم براي شرايط راه‌اندازي و با استفاده از ساختاري مبتني بر حاصل‌ضرب ترم‌هاي تواني بي‌بعد ارائه‌شده است. اين مدل توانايي محاسبه تغييرات ارتفاع بستر از لحظه بارگيري تا رسيدن به حالت‌پايا را دارد. ضريب همبستگي بين داده‌هاي آزمايشگاهي و مدل ارائه‌شده 984/0مي‌باشد. واژه‌هاي كليدي: مدل جريان يكنواخت؛ مدل ديناميكي؛ زاويه پرشدگي؛ حسگر نوري؛ پردازشتصوير؛ رگرسيون بردار پشتيبان.