Моделювання і робастне керування процесу контактної мембранної дистиляції

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorДубік, Роман Миколайович
dc.date.accessioned2019-12-04T13:25:53Z
dc.date.available2019-12-04T13:25:53Z
dc.date.issued2019
dc.description.abstractenThe thesis is devoted to the issues of improving efficiency management of the contact membrane distillation installation, which will help to increase the level of energy saving process with uncertainty of the membrane functional properties. The lack of fresh water has become a big problem of our time. According to the UN, more than a billion people on earth do not have access to clean fresh water. Traditional energy sources and freshwater reservoirs are rapidly becoming scarce. There was arise a strong need to develop less energy intensive and environmentally friendly water purification methods. Currently, reverse osmosis accounts for 60% of desalination plants around the world. An alternative to reverse osmosis is a contact membrane distillation. This process can be managed by using waste heat, including solar energy, geothermal energy and waste energy, which is due to the low temperature industrial flows. The membrane, which is used in the process of membrane distillation, provide the passage of only water vapor and thus, the obtained product is theoretically 100% pure from solid or non-volatile pollutants. The process is characterized by internal perturbations, in particular due to concentration polarization. During the solvent transfer through the membrane pores, the concentration of the dissolved substance near its surface increases, which leads to a number of undesirable consequences. With time in operation - management of contact membrane distillation process became complicated due to changes in membrane characteristics. To ensure long-term operation of the system, it became necessary to build a process control system that will provide quality control in the event of significant uncertainties and uncontrolled internal disturbances, reducing control costs and simultaneously taking into account changes in membrane permeability for switching from normal operating conditions to the membrane cleaning mode. Has been developed a mathematical model of the process that takes into account the spatial velocity distribution and temperatures along the channels of the membrane module and in the pores of the membrane and includes the equations of hydrodynamics and heat and mass transfer. For management purposes, has been developed a mathematical model of the dynamics contact membrane distillation process with lumped parameters. Proposed mathematical model of the contact membrane distillation process is non-linear with respect to the temperature of the solution. The task was to develop a control system for the contact membrane distillation process, which should maintain stability and maintain a quality indicator within the acceptable limits with reduced management costs, provided that the membrane characteristics change during operation without the use of adaptation methods. Therefore, the problem of robust process control has been posed and solved. To solve the robust control problem, we applied H∞ and μ optimization. Based on the analysis of the membrane state, during operation, it was believed that the total thermal resistance increases by +20%, and the porosity of the membrane decreases by 20%. The synthesis of the robust regulator consisted in the search for a stabilizing regulator, which would ensure that the process was conducted with sufficient quality, provided that the functional properties of the membrane deteriorated. There are developed variants of automatic control systems of the contact membrane distillation process, the main difference of which, is in the method of measuring the temperature difference, which influence on capacity of the membrane. There is developed process control system on robusts regulator basis, which provides control of the process under conditions of uncertainty, and allows, if necessary, to stop the installation of membrane cleaning or replacing.uk
dc.description.abstractruДиссертация посвящена вопросам повышения эффективности управления установкой контактной мембранной дистилляции, путем усовершенствования управления процессом при наличии функциональных неопределенностей мембраны В результате проведенного анализа, установлено, что для процесса контактной мембранной дистилляции характерны неопределенности такие как суммарное термическое сопротивление и пористость, которые существенно влияют на управление процессом. Разработана математическая модель процесса, которая учитывает пространственное распределение скоростей и температур по каналам мембранного модуля и в порах мембраны, а также модель для целей управления, которая учитывает неопределенности параметров процесса. Поставлена и решена задача робастного управления процессом. Разработана система управления процессом на основе робастного регулятора, которая обеспечивает управления процессом в условиях неопределенности и позволяет при необходимости останавливать установку на очистку или замену мембраны.uk
dc.description.abstractukДисертація присвячена питанням підвищення ефективності керування установкою контактної мембранної дистиляції шляхом вдосконалення керування процесом при невизначеності функціональних властивостей мембрани. В результаті проведеного аналізу, встановлено, що для процесу контактної мембранної дистиляції характерні невизначеності такі як сумарний термічний опір та пористість, які суттєво впливають на керування процесом. Розроблена математична модель процесу, яка враховує просторовий розподіл швидкостей і температур за каналами мембранного модуля і в порах мембрани, а також спрощена модель для цілей керування, що враховує невизначеності параметрів процесу. Поставлена і розв’язана задача робастного керування процесом. Розроблена система керування процесом на основі робастного регулятора, що забезпечує керування процесом в умовах невизначеності і дозволяє при необхідності зупиняти установку на очищення чи заміну мембрани.uk
dc.format.page25 с.uk
dc.identifier.citationДубік, Р. М. Моделювання і робастне керування процесу контактної мембранної дистиляції : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.13.07 – автоматизація процесів керування / Дубік Роман Миколайович. – Київ, 2019. – 25 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/30225
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectконтактна мембранна дистиляціяuk
dc.subjectматематичне моделюванняuk
dc.subjectробастне керуванняuk
dc.subjectсистема керуванняuk
dc.subjectcontact membrane distillationuk
dc.subjectmathematical modelinguk
dc.subjectrobust controluk
dc.subjectsystem controluk
dc.subjectконтактная мембранная дистилляцияuk
dc.subjectматематическое моделированиеuk
dc.subjectробастное управлениеuk
dc.subjectсистема управленияuk
dc.subject.udc628.165.04:519.87]:681.5(043.3)uk
dc.titleМоделювання і робастне керування процесу контактної мембранної дистиляціїuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Dubik_aref.pdf
Розмір:
684.24 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.06 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (ТПЗА)
Автореферати (вільний доступ)