14735

14735

شبيه سازي پارامترهاي هيدروديناميكي ستون استخراج با استفاده از روشهاي هوشمند

كارشناسي ارشد

شيمي - شيمي گرايش طراحي، شبيه سازي و كنترل فرآيندها

مهر 1394

مهر 1394

دكتر منصور شيرواني

چكيده طراحي و شناسايي رفتار دستگاه¬ها و ستون¬هاي استخراج مايع - مايع و دستيابي به متغير¬هاي عملياتي جهت افزايش مقياس، نيازمند بررسي دقيق مشخصات هيدروديناميكي و انتقال جرمي دستگاه¬هاي استخراج مي¬باشد. در مطالعه حاضر، موجودي فاز پراكنده و سرعت لغزشي كه از پارامترهاي كليدي جهت طراحي ستون¬هاي استخراج مي¬باشد، مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين منظور از روش¬هاي مبتني بر هوش مصنوعي و يادگيري ماشين شامل شبكه عصبي پرسپترون چند لايه، شبكه بر پايه توابع شعاعي و بردار ماشين پشتيبان استفاده شده است. دو نوع ستون استخراج مايع – مايع كوهني و ديسك و دونات ضربه¬اي نيمه صنعتي براي ارزيابي پارامترهاي هيدروديناميكي مورد استفاده قرار گرفته است. پياده سازي روش¬هاي هوشمند به منظور شبيه سازي، نيازمند مجموعه داده مي¬باشد. براي داده¬هاي تجربي از دو سامانه شيميايي تولوئن - آب و نرمال بوتيل استات - آب در شرايط بدون انتقال جرم استفاده شد كه در هر دو سيستم آب به عنوان فاز پيوسته است. در ستون كوهني 174 مجموعه داده و در ستون ديسك و دونات ضربه¬اي 157 مجموعه داده براي هر دو سيستم تولوئن – آب و نرمال بوتيل استات - آب در دسترس مي¬باشد. تأثير پارامترهاي مانند سرعت چرخش روتور، شدت ضربان و دبي فازهاي پيوسته و پراكنده بر روي موجودي فاز پراكنده و سرعت لغزشي مورد بررسي قرار گرفته است. بر پايه داده¬هاي تجربي موجود روابط تجربي بر حسب پارامترهاي عملياتي و خواص فيزيكي براي پيش¬بيني موجودي فاز پراكنده و سرعت لغزشي در هر دو ستون ارائه و ضرايب آنها بهبود داده شد. عملكرد اين رابطه با مدل-هاي هوشمند ارائه شده، در پيش¬بيني مقادير مقايسه شد. نتايج نشان داد كه روش SVR بيشترين تطبيق با داده¬هاي تجربي و بهترين عملكرد در پيش¬بيني را دارد. با توجه عملكرد تكنيك¬هاي هوشمند به منظور كاهش زمان محاسبات و افزايش دقت آنها مي¬توان از روش¬هاي هوشمند بهره برد. مقادير معيارهاي ارزيابي %AARE، RMSE و R2 براي بهترين مدل در موجودي فاز پراكنده براي سيستم تولوئن – آب، به ترتيب برابر 7969/0، 0007/0 و 9999/0 و براي سرعت لغزشي برابر 0126/2، 0112/0 و 9996/0 مي¬باشد. واژه‌هاي كليدي: ستون كوهني، ستون ديسك و دونات، موجودي فاز پراكنده، سرعت لغزشي، روش¬هاي هوشمند.