Operátortámogató, CFD alapú reaktor szimulátor kidolgozása

Egy vegyipari technológia gazdaságos és környezetbarát üzemeltetéséhez elengedhetetlen az azt irányító személyzet, operátorok és a döntéshozó vezetők, mérnökök minél szélesebb körű felkészítése. Az irányírási és üzemeltetési döntések meghozásához a megfelelő képzést (egyetem, főiskola, betanítás, OTS képzés) illetve tapasztalatot meg kell szerezniük, és a lehető legtöbb információval kell rendelkezniük az adott technológiáról. Mindamellett az egyes berendezések biztonságos és gazdaságos üzemeltetéséhez a kezelő személyzetnek elengedhetetlen az egyes egységek megfelelő pontosságú ismerete, és a lehető legtöbb működési és környezeti paraméter melletti viselkedése. A leggyorsabb és leggazdaságosabb mód a technológia információ megszerzésére, ha valós mérések és próbálgatások helyett, ami költséges és veszélyes, a berendezések matematikai modelljének elkészítése után számításokat végzünk. Persze a modell validálásához szükségünk van mérési eredményekre, azonban egy validált modell alkalmazásával a további vizsgálatokhoz szükséges, esetleg veszélyes vagy költséges mérések száma lényegesen csökkenthető. Matematikai modell fejlesztése során a megfelelő modellezési technika kiválasztásához elengedhetetlen a modellezés céljának meghatározása, és a modellezendő objektummal kapcsolatos összes információ összegyűjtése. A jól meghatározott modellezési cél és kiválasztott modellezési technika az első egyenlet felírása előtt meghatározza a modell komplexitását. A már említett valós vizsgálatok eredményei kiemelt fontosságúak. Ezeket megvizsgálva és modellezés célja alapján el kell dönteni, hogy a vizsgált rendszerben mely hatásokat vesszük figyelembe, és melyikeket tarjuk indifferensnek.
Munkánk célja egy olyan szoftver létrehozása, amely nem igényeljen részletes ismeretet a különböző metódusokról és módszerekről, vagyis magában hordozza mindazt a vegyész- és gépészmérnöki ismeretet, ami egy berendezés modelljének elkészítéséhez kell. Beépített alkalmazásai révén lehetőséget nyújthasson az adott berendezés típus paramétereinek bizonyos határok közötti változtatására, és végül ezekkel a paraméterkombinációval különböző vizsgálatok elvégzését tegye lehetővé, és ezt mind a felhasználóbarát módon.
Az operátorokat támogató megoldáscsomagok fejlesztésének első lépése, a feladat megfogalmazása volt. Elképzelésünk szerint, a vegyiparban széles körben alkalmazott berendezés, egy heterokatalitikus csőreaktor CFD alapú modelljét készítjük el, amelyet a felhasználó, kihasználva a MATLAB programcsomag és a COMSOL Multiphysics programcsomag összekapcsolásában rejlő lehetőségeket, a MATLAB program segítségével elkészített kezelőfelületen keresztül minél tágabb határok között, az igényeinek megfelelően módosíthat, amelynek felépítése az ábra szemlélteti.

A munka felépülésének sematikus ábrája

A modell implementálásához a Folyamatmérnöki Intézeti Tanszéken hozzáférhető COMSOL Multiphysics programcsomagot használtuk, amely alkalmas bonyolult fizikai objektumok modelljének elkészítésére, széleskörű ismereteket foglal magában, és az elkészített modell exportálható a MATLAB programcsomagba. Az itt elkészült modell lenne a szimulátor motorja. A MATLAB segítségével, ami szintén elérhető a tanszéken, lehetőség nyílik a modell általánosítására azáltal, hogy - a programok közös múltjából adódóan - lehetséges az exportált struktúra módosítása. Az eddig elmondott lépések elvégzése után olyan szimulátor elkészüléséhez érünk, ami magában foglal nagymennyiségű vegyészmérnöki ismeretet az objektumról, és lehetőséget biztosít a kevésbé tájékozott felhasználónak a berendezés paramétereinek minél szabadabb megadására. A MATLAB emellett alkalmas kezelőbarát felület generálására, ami az általános felhasználó számára megkönnyíti a szimulátor használatát, vagyis kevesebb idő alatt lesz képes az információhoz hozzájutni.
Következő lépés, a megfogalmazott feladat kidolgozása. Az általános heterokatalitikus csőreaktor modell variálhatóságával kapcsolatban az összegyűjtött szempontok a következők: Harmadik lépésként a modell általános kidolgozása, majd a modell implementálása, majd ezt követné a modell általánosítása és végül a már elkészített felülethez kapcsolása. Végül az elkészülő alkalmazás megfelelő lesz majd a képzések és a technológiai rendszerek megismerésének támogatására. Elérhetősége interneten keresztül lesz kivitelezhető.


Kezdőlap
Témakörök
Alkalmazások
Publikációk
Alprojektek
Kapcsolat