Mikrodalga reaktör simülasyon modelinin geliştirilmesi

Abstract

Mikrodalga enerjisi, kimyasal proseslerdeki, proses süresini ve enerji sarfiyatını azaltmak üzere yoğun olarak araştırılan; kimyasal ve fiziksel olayları hızlandıran ve yüksek verimlerle sonuçlanan sentez çalışmalarını ortaya çıkaran bir enerji kaynağıdır. Mikrodalga (Microwave (MW)) ışıması altındaki reaksiyon ortamında eş zamanlı soğutma tekniği ile sürekli MW enerjisi sağlayan çeşitli çalışmalar olmasına rağmen, bu alanda bir MW deneysel sisteminin matematiksel model ile kontrolünün yapıldığı ve aynı zamanda o sistemde alınmış veriler ile doğrulanan bir model henüz rapor edilmememiştir. Bu sebeple, tez çalışmasında, çok modlu MW simulasyon modeli geliştirilerek, reaktör ortamında gliserin ile ısıtma ve soğutmadaki etkinlik test edilmiştir. Bu test sonunda, model etkinliği yorumlanmıştır. Sonuç olarak tez çalışması ile benzer MW sisteminde ekzotermik, endotermik viskoz birçok kimyasal reaksiyon için bu simülasyon modeli kullanılarak ön denemelere gerek kalmadan basit bir hesaplama ile çalışmaların daha hızlı yürütülebilmesi ve araştırmalarda oldukça vakit alan sistem kurulumu ve MW gücü ile sıcaklık kontrolü gibi konuların birkaç revizyon ile hızla çözümlenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada ayrıca MW gücünün sisteme verilen miktarına göre düzeltme faktörü hesaplanmıştır. Model ile deneysel MW gücü arasında 0.94 doğrulama katsayısı değerinde uyum elde edilmiştir.Microwave (MW) energy has been extensively investigated in chemical processes to reduce process time and energy consumption; is an energy source that accelerates chemical and physical phenomena and reveals synthesis works that result in high yields. Although there are various studies that provide continuous MW energy with the simultaneous cooling technique in the reaction medium under the MW framework, a model has been not reported yet in which an MW experimental system is controlled by the mathematical model and at the same time the model confirmed with the data received in that system. For this reason, in the thesis study, a multimodal MW simulation model was developed and the efficiency of heating and cooling with glycerin in the reactor environment was tested. At the end of this test, the model activity is interpreted. As a result, in this MW system similar to the thesis study, this simulation model for exothermic, endothermic viscous chemical reaction can be carried out more quickly by simple calculation without preliminary experiments, and it is possible to carry out studies with a lot of time in researches and to make some revisions such as MW power and temperature control to be resolved quickly. The study also calculates the correction factor for the amount of MW power supplied to the system. The fit between the model and the experimental MW power was obtained with a value of 0.94 validation coefficient.