Kesikli Polimer Reaktörlerinde Karıştırma Hızının Isı Aktarımına Etkisi

Abstract

Yapılan çalışmada optimum koşullarda PID geri beslemeli kontrol yöntemiyle denetlenen ceketli ve kesikli stiren çözelti polimerleşme reaktöründe, karıştırma hızı ve soğutma suyu akış hızı değiştirilerek, düşük dönüşümlerde ısı aktarımı deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler sırasında viskozite, monomer dönüşümü ve reaktör sıcaklıkları sürekli olarak ölçülmüş ve deneysel sonuçlar, sistemin matematiksel modelinin çözümünden elde edilen teorik sonuçlarla karşılaştırılmıştır. % 50 monomer dönüşümü ve 52000 ortalama molekül ağırlık sayısına en kısa sürede ulaşmak için elde edilen optimum deney koşullarında yapılan deneyler sonucunda, ısı aktarım katsayısının dönüşümle doğrusal olarak azaldığı görülmüştür. Karıştırma hızının ve soğutma suyu akış hızının artması ile tüm ısı aktarım katsayısının arttığı ve dolayısıyla dönüşümün artışı ile azalan ısı aktarımının olumlu etkilenerek sistemin kontrolünü kolaylaştırdığı görülmüştür.

In this work, heat transfer in a jacketed batch styrene solution polymerization reactor was investigated as a function of agitation speed and cooling water flow rate. The reactor was controlled under optimal conditions using PID feedback control method. Viscosity, monomer conversion and temperature of the reactor, cooling water inlet and outlet temperatures were measured continuously during the experiments. These values were compared with theoretical values calculated from the solution of mathematical model of this system. Experiments were conducted under optimal conditions computed to reach 50 % conversion and 52000 number of average molecular weight in a minimum time. It was obtained that the overall heat transfer coefficient decreases linearly with conversion. It was also seen that heat transfer which decreases with increase in conversion, can be increased by increasing agitation speed and cooling water flow rate. The increase of heat transfer makes the control more easy.