ChemCAD Programı ile Reaktör Dizaynı

Tasarım yapmadan önce Excel’e ChemCAD’i mutlaka tanıtın !!!!!!!

 

ChemCAD programı ile reaktör dizaynında çok farklı reaktör tipleri kullanılabilmektedir. En yaygın olarak kullanılan reaktör tipleri Stokiometrik ve Kinetik (CSTR ve PFR) reaktörlerdir.
Stokiometrik reaktör dizaynı ile reaksiyon ısısı ve çıkış akımlarının debileri bulunabilir. Kinetik reaktör ile bu bilgilerin yanı sıra reaktör hacmi değeri hesaplatılır.
Stokiometrik reaktör, reaktörde tek bir reaksiyon oluşumu var ise kullanılabilir ya da birkaç adımlı bir reaksiyon sistemi var ise toplam reaksiyon göz önünde bulundurularak yine tek bir reaksiyon için işlem yapılabilir. Kinetik reaktör ise çoklu reaksiyon sistemleri için uygundur. 20 adet reaksiyona kadar işlem yapılabilir.
Program Dizayn Modunda çalıştırılmalıdır !!!!!!!!!
Her iki reaktörde de programı çalıştırmak için yapılması gereken temel adımlar;
1. Adım: Akım Diyagramı Oluşturulmalı
2. Adım: Kullanılacak birim sistemi ve komponentler seçilmeli
3. Adım: Besleme akımı (debisini, bileşimini, sıcaklığını, basıncını) tanımlanmalı
4. Adım: Reaktörün özellikleri tanımlanmalı
5. Adım: Simülasyon çalıştırılmalı ve sonuçlar rapor halinde alınmalıdır.
Reaktör dizaynında, öncelikle reaksiyon sayısı, girenlerin ve ürünlerin katsayıları doğru bir şekilde belirlenmelidir.
Stokiometrik Reaktörde girilmesi gereken bilgiler,
Stokiometrik reaktörün içine çift tıklanır. Açılan sayfada;

• Reaktörün termal özelliği – Spec. Thermal Mode (izotermal veya adyabatik ) seçilmeli,
izotermal ise sıcaklığı girilmeli,

• Key (anahtar) komponent ( Key komponent olarak reaktanlardan az olanı alınmalıdır) seçilmeli ve bu komponente ait dönüşüm (conversion) değeri girilmelidir.

• Sayfanın alt kısmında reaktanlar ve ürünler seçilip, bu maddelere ait (reaksiyonda belirtilen) katsayılar ilgili kutucuklara yazılmalıdır. (Girenlerin katsayıları “-“ yazılmalıdır!!!!!!)

Bu işlemler bitince program Run Run all ile çalıştırılır.
Rapor almak için Report Select Stream All streams (Akımların biliglerini almak için)
Report Select UnitOps (Reaktör bilgilerini almak için) menüleri kullanılır ve raporlar wordpad olarak alınır.

Kinetik reaktörde girilmesi gereken bilgiler,
Kinetik reaktörün içine çift tıklanır. Açılan sayfada;

• Reaksiyon sayısı
• Reaktörünüzün basıncı
• Hız ifadelerin hesaplatabilmek için Excell /all reactions (son sayfadaki notu okuyunuz)
• Reaktör tipi (CSTR veya PFR)
• Reaktörün termal özelliği (izotermal veya adyabatik ), izotermal ise sıcaklığı
• Reaksiyon fazı (liquid phase veya vapor phase)
• Key (anahtar) komponent ( Key komponent olarak reaktanlardan az olanı alınmalıdır)
seçilmelidir.
• Spec. Key komponent girildikten sonra bu komponente ait dönüşüm (conversion) değeri girilip programın reaktör hacmini hesaplaması için (calculated volume) ilgili kutucuk işaretlenir.
• Bu sayfadaki gerekli bilgiler bu şekilde girildikten sonra, More Specifications sayfasına tıklanır. Bu sayfada ilgili birimler hız ifadesinde verilen birimler dikkate alınarak çok dikkatli bir şekilde seçilmelidir.
• Reference Temperature (referans sıcaklığı) bölümüne 25 OC değeri yazılır ve OK denilerek diğer sayfalara geçilir.
Seçtiğiniz reaksiyonların her biri için ayrı ayrı açılacak sayfalarda,
• Seçilen reaksiyona ait Aktivasyon Enerjisi ve Frequency Factor değerleri verilmişse bu değerler girilir.
• Seçilen reaksiyonun komponentleri ve katsayıları reaktan veya ürün durumları göz önünde bulundurarak girilir.
• Exp. Factor değeri ise hız ifadesinde yer alan komponentlerin üstel değerleridir. Hız ifadeleri dikkate alınarak bu değerlerde yerine yazılır.
Bütün reaksiyonlar, bu şekilde tanımlandıktan sonra açılan yeni pencerede, kaydettiğiniz (üzerinde çalıştığınız) dosyayı “bas” ve “xls” uzantılı olarak iki ayrı kutucukta görmeniz gerekmektedir. Bu bilgileri doğruladıktan sonra aynı sayfanın üzerinde görülen ve girdiğiniz reaksiyon sayısı kadar açılan Rxn 1, Rxn 2, …. kutucuklarına her bir reaksiyon için ayrı ayrı tıklanması gerekmektedir. Bu reaksiyonlara ait hız eşitlikleri, aynı sayfada verilen ifadeler (çarpma,bölme, üstel ifadeler) kullanılarak yazılır ve her bir reaksiyon için bu işlemler tekrarlanır.
Bu işlemler bitince program Run Run all ile çalıştırılır.
Rapor almak için Report Select Stream All streams (Akımların biliglerini almak için)
Report Select UnitOps (Reaktör bilgilerini almak için) menüleri kullanılır ve raporlar wordpad olarak alınır.
Alt ekranda Run started / RunFinished mesaj görüldüğünde program doğru olarak çalıştırılmış demektir.

Hüseyin Sümer tarafından 39 makale yayınlandı.

Born 1987. Chemical and Mechanical engineer. Entrepreneur. Passionate about, Technology and Research.

Cevap bırakın