Βελτιστοποίηση διεργασιών υπό περιοδική λειτουργία
Το Πι-κριτήριο των Bittanti et al. (1973) έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς σε εφαρμογές με στόχο την πρόβλεψη ενδεχόμενης βελτίωσης της απόδοσης ενός μη γραμμικού συστήματος υπό περιοδική είσοδο. Το κριτήριο όμως έχει τοπική ισχύ και περιορίζεται σε περιοδικές διαταραχές μικρού πλάτους. Η παρούσα εργασία...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2009
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/1776 |
| id |
nemertes-10889-1776 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-17762022-09-05T20:34:14Z Βελτιστοποίηση διεργασιών υπό περιοδική λειτουργία Δερμιτζάκης, Ιωάννης Κράβαρης, Κωνσταντίνος Λυμπεράτος, Γεράσιμος Κορνάρος, Μιχάλης Κράβαρης, Κωνσταντίνος Dermitzakis, Ioannis Βέλτιστος περιοδικός έλεγχος Μη γραμμικά συστήματα Θεωρία κεντρικής πολλαπλότητας Αφαίρεση αζώτου PFR με ανακύκλωση Μερική νιτροποίηση - απονιτροποίηση Optimal periodic control Nonlinear systems Center Manifold theory Nitrogen removal PFR with recycle Partial nitrification – denitrification 629.831 2 Το Πι-κριτήριο των Bittanti et al. (1973) έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς σε εφαρμογές με στόχο την πρόβλεψη ενδεχόμενης βελτίωσης της απόδοσης ενός μη γραμμικού συστήματος υπό περιοδική είσοδο. Το κριτήριο όμως έχει τοπική ισχύ και περιορίζεται σε περιοδικές διαταραχές μικρού πλάτους. Η παρούσα εργασία αναπτύσσει μια μέθοδο προσδιορισμού διορθώσεων υψηλότερης τάξης στο πι-κριτήριο, προερχόμενη από βασικά αποτελέσματα της θεωρίας κεντρικής πολλαπλότητας (Center Manifold theory). Η προτεινόμενη μέθοδος βασίζεται στην επίλυση της μερικής διαφορικής εξίσωσης της κεντρικής πολλαπλότητας με χρήση δυναμοσειρών. Το τελικό αποτέλεσμα της προτεινόμενης προσέγγισης είναι ο κατά προσέγγιση υπολογισμός του δείκτη απόδοσης υπό μορφή σειράς, η οποία παρέχει ακριβή αποτελέσματα σε μεγαλύτερα εύρη. Η προτεινόμενη μέθοδος εφαρμόζεται σε έναν συνεχή αντιδραστήρα πλήρους ανάδευσης (CSTR), όπου στόχος είναι η μεγιστοποίηση της παραγωγής του επιθυμητού προϊόντος. Κατασκευάστηκε αλγόριθμος που προβλέπει την μόνιμη κατάσταση στην οποία καταλήγει ένα σύστημα απομάκρυνσης αζώτου που αποτελείται από αντιδραστήρα εμβολικής ροής και δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης με ανακύκλωση. Με χρήση υπολογιστικού μοντέλου βασιζόμενο στο ASM3 υπολογίστηκαν οι μόνιμες καταστάσεις αυτού του συστήματος για ένα εύρος καταστάσεων λειτουργίας. Βρέθηκαν οι βέλτιστες τιμές των βαθμών ελευθερίας για την ελαχιστοποίηση του συνολικού αερισμού και για την ελαχιστοποίηση του συνολικού αζώτου στην απορροή. Και στις δύο περιπτώσεις στις βέλτιστες μόνιμες καταστάσεις παρατηρήθηκε έκπλυση των Nitrobacter δηλαδή παράκαμψη της παραγωγής των νιτρικών. The frequency-dependent Pi criterion of Bittanti et al. (1973) has been used extensively in applications to predict potential performance improvement under periodic forcing in a nonlinear system. The criterion, however, is local in nature and is limited to periodic forcing functions of small magnitude. The present work develops a method to determine higher-order corrections to the pi criterion, derived from basic results of Center Manifold theory. The proposed method is based on solving the Center Manifold partial differential equation via power series. The end result of the proposed approach is the approximate calculation of the performance index in the form of a series expansion, which provides accurate results under larger amplitudes. The proposed method is applied to a continuous stirred tank reactor, where the yield of the desired product must be maximized. An algorithm was constructed, that predicts the steady state of a nitrogen removal system consisting of a plug flow reactor and a secondary clarifier with recycle. Using a numerical model based on ASM3 and a grid of degrees of freedom, the steady states of this system were calculated. The optimal values for minimizing the total aeration were found, as well as those for minimizing the total nitrogen exit flow. In both cases the Nitrobacter bacteria were washed out thus indicating the bypassing of nitrate production. 2009-08-19T08:19:19Z 2009-08-19T08:19:19Z 2009-05-18 2009-08-19T08:19:19Z Thesis Working Paper http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/1776 gr Η ΒΥΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. 0 application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Βέλτιστος περιοδικός έλεγχος Μη γραμμικά συστήματα Θεωρία κεντρικής πολλαπλότητας Αφαίρεση αζώτου PFR με ανακύκλωση Μερική νιτροποίηση - απονιτροποίηση Optimal periodic control Nonlinear systems Center Manifold theory Nitrogen removal PFR with recycle Partial nitrification – denitrification 629.831 2 |
| spellingShingle |
Βέλτιστος περιοδικός έλεγχος Μη γραμμικά συστήματα Θεωρία κεντρικής πολλαπλότητας Αφαίρεση αζώτου PFR με ανακύκλωση Μερική νιτροποίηση - απονιτροποίηση Optimal periodic control Nonlinear systems Center Manifold theory Nitrogen removal PFR with recycle Partial nitrification – denitrification 629.831 2 Δερμιτζάκης, Ιωάννης Βελτιστοποίηση διεργασιών υπό περιοδική λειτουργία |
| description |
Το Πι-κριτήριο των Bittanti et al. (1973) έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς σε εφαρμογές με στόχο την πρόβλεψη ενδεχόμενης βελτίωσης της απόδοσης ενός μη γραμμικού συστήματος υπό περιοδική είσοδο. Το κριτήριο όμως έχει τοπική ισχύ και περιορίζεται σε περιοδικές διαταραχές μικρού πλάτους. Η παρούσα εργασία αναπτύσσει μια μέθοδο προσδιορισμού διορθώσεων υψηλότερης τάξης στο πι-κριτήριο, προερχόμενη από βασικά αποτελέσματα της θεωρίας κεντρικής πολλαπλότητας (Center Manifold theory). Η προτεινόμενη μέθοδος βασίζεται στην επίλυση της μερικής διαφορικής εξίσωσης της κεντρικής πολλαπλότητας με χρήση δυναμοσειρών. Το τελικό αποτέλεσμα της προτεινόμενης προσέγγισης είναι ο κατά προσέγγιση υπολογισμός του δείκτη απόδοσης υπό μορφή σειράς, η οποία παρέχει ακριβή αποτελέσματα σε μεγαλύτερα εύρη. Η προτεινόμενη μέθοδος εφαρμόζεται σε έναν συνεχή αντιδραστήρα πλήρους ανάδευσης (CSTR), όπου στόχος είναι η μεγιστοποίηση της παραγωγής του επιθυμητού προϊόντος.
Κατασκευάστηκε αλγόριθμος που προβλέπει την μόνιμη κατάσταση στην οποία καταλήγει ένα σύστημα απομάκρυνσης αζώτου που αποτελείται από αντιδραστήρα εμβολικής ροής και δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης με ανακύκλωση. Με χρήση υπολογιστικού μοντέλου βασιζόμενο στο ASM3 υπολογίστηκαν οι μόνιμες καταστάσεις αυτού του συστήματος για ένα εύρος καταστάσεων λειτουργίας. Βρέθηκαν οι βέλτιστες τιμές των βαθμών ελευθερίας για την ελαχιστοποίηση του συνολικού αερισμού και για την ελαχιστοποίηση του συνολικού αζώτου στην απορροή. Και στις δύο περιπτώσεις στις βέλτιστες μόνιμες καταστάσεις παρατηρήθηκε έκπλυση των Nitrobacter δηλαδή παράκαμψη της παραγωγής των νιτρικών. |
| author2 |
Κράβαρης, Κωνσταντίνος |
| author_facet |
Κράβαρης, Κωνσταντίνος Δερμιτζάκης, Ιωάννης |
| format |
Thesis |
| author |
Δερμιτζάκης, Ιωάννης |
| author_sort |
Δερμιτζάκης, Ιωάννης |
| title |
Βελτιστοποίηση διεργασιών υπό περιοδική λειτουργία |
| title_short |
Βελτιστοποίηση διεργασιών υπό περιοδική λειτουργία |
| title_full |
Βελτιστοποίηση διεργασιών υπό περιοδική λειτουργία |
| title_fullStr |
Βελτιστοποίηση διεργασιών υπό περιοδική λειτουργία |
| title_full_unstemmed |
Βελτιστοποίηση διεργασιών υπό περιοδική λειτουργία |
| title_sort |
βελτιστοποίηση διεργασιών υπό περιοδική λειτουργία |
| publishDate |
2009 |
| url |
http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/1776 |
| work_keys_str_mv |
AT dermitzakēsiōannēs beltistopoiēsēdiergasiōnypoperiodikēleitourgia |
| _version_ |
1771297348708728832 |
