مشخصات پژوهش

صفحه نخست /مدلسازی هیبرید و بهینه سازی ...
عنوان مدلسازی هیبرید و بهینه سازی چندهدفه فرایندریفرمینگ متان با بخار آب در واکنشگاه بسترثابتکاتالیستی با استفاده از الگوریتم ژنتیک
نوع پژوهش پایان نامه
کلیدواژه‌ها ریفرمینگ متان، مدل سازی هیبرید، شبکه عصبی مصنوعی، رگرسیون بردار پشتیبان، بهینه سازی چند هدفه، الگوریتم ژنتیک
چکیده در این پایان نامه مدل سازی هیبرید، شبیه سازی و بهینه سازی چند هدفه راکتور کاتالیستی بستر ثابت ریفرمینگ متان جهت تولید گاز سنتز مورد بررسی قرارگرفته است. مدل سازی ریاضی فرآیند با استفاده از مدل یک بعدی و با در نظر گرفتن مقاومت انتقال جرم درونی دانه کاتالیست انجام شد و پروفایل های دما، میزان تبدیل متان و کسر مولی گونه ها در طول راکتور بدست آمدند. به منظور کاهش زمان بهینه سازی مدل هیبرید فرایند ریفرمینگ متان توسعه داده شد. مدل سازی هیبرید با تلفیق مدل ریاضی و مدل های جعبه سیاه نظیر شبکه عصبی و رگرسیون بردار پشتیبان انجام شد. استفاده از مدل هیبرید ساخته شده با شبکه عصبی خطای کمتری نسبت به رگراسیون بردار پشتیبان در محاسبه پروفایل های دما و کسر مولی گونه ها بدست داد. شبیه سازی راکتور ریفرمینگ با استفاده از مدل هیبرید شبکه عصبی، زمان محاسبه پروفایل های دما و غلظت گونه ها را از 45 ثانیه به 4 ثانیه کاهش داد.در مرحله بعد بهینه سازی چند هدفه راکتور ریفرمینگ برای موارد مطالعاتی مختلف با استفاده از الگوریتم ژنتیک مرتب سازی غیرغالب (NSGA-ІІ) انجام شد و مجموعه جواب های بهینه پارتو برای هر مورد محاسبه گردید. استفاده از مدل هیبرید برای بدست آوردن مجموعه جواب های بهینه در ماکزیمم سازی همزمان میزان تبدیل متان و هیدروژن تولیدی زمان محاسبات را از 24/8 ساعت به 9/2 ساعت کاهش داد. مطالعات نشان داد که محدوده مرز پارتو برای ماکزیمم سازی همزمان این توابع هدف به ترتیب 67/0 تا 1 و 3/3 تا mol/s 9/4 بود. در حالیکه محدوده مرز پارتو برای ماکزیمم سازی میزان تبدیل متان و مینیمم سازی خوراک ورودی و همچنین ماکزیمم سازی هیدروژن تولیدی و مینیمم سازی کربن دی اکسید خروجی باریک اما دارای تنوع مناسبی بود. مهمترین متغیرهای تاثیرگذار برای این مورد مطالعاتی دبی خوراک و نسبت بخار به متان بود. در بهینه سازی سه هدفه، ماکزیمم سازی همزمان میزان تبدیل متان و هیدروژن تولیدی و مینیمم سازی کربن دی اکسید تولیدی بررسی شد. مجموعه جواب پارتو برای این مطالعه نیز با محدوده وسیع و تنوع مطلوب بدست آمد.
پژوهشگران محمود عباسی (استاد مشاور)، سید رضا نبوی (استاد راهنما)، سید امین حسینی (دانشجو)