Metalurjik Süreçlerin Benzetimi
Tanım
Ağır sanayinin pek çok dalında olduğu gibi metalurji tesislerinde de bilgisayar kullanımı, tesis verilerinin değerlendirilmesine ve tesis kontrolüne yönelik olarak giderek yaygınlaşmaktadır. Laboratuar boyutlu deneysel veriler ve tesis verilerinden hareketle metalurjik proseslerin modellenmesi tesislerin daha verimli çalışması açısından çok önemli olup yapılan modelleme sayesinde herhangi bir tesis girdisinin değişimine bağlı olarak tesis verilerinin değişiminin tahmini yapılabilmekte ve buradan hareketle de sistemde yapılması gereken teknik değişikliklere karar verilebilmektedir. Bu nedenle, önerilen bu ders kapsamında, dersi alan öğrencilerin simülasyon ve matematiksel modelleme kavramı hakkında fikir sahibi olmalarının ötesinde, deneysel ve/veya tesis verilerinden hareketle bir metalurjik sistemin simülasyonu / modellenmesi hakkında teorik bilgilerinin geliştirilmesi ve bu teorik bilgilerin, bir modelleme yazılımı ile uygulamalı olarak da desteklenmesi hedeflenmektedir.
Description
Examples of metallurgical processes, their mass and energy balances, and simultaneous solutions, Fundamentals of modeling and simulation, in-class demonstration of modeling software, Description of certain extractive metallurgical processes (roasting, smelting, leaching, precipitation, electrolysis, refining, etc.) and steps of their mathematical modeling, Concepts of kinetics, batch, and continuous processes in extractive metallurgy, Determining the effect of controlling parameters, such as particle size, temperature, concentration, pressure, gas/liquid/solid flow rate, stirring speed, current density, etc., and mathematical modeling thereof, Assigning these parameters to the student groups as term projects, Hands-on experimenting of modeling software in the computer-lab to investigate the effect of these parameters, individually assigned to the groups of students, Building the models of metallurgical processes, investigated under the light of related controlling parameters, their simulation with modeling software, in-class presentation of these models by the student groups to their classmates.
Hedefler
Önerilen bu ders kapsamında, dersi alan öğrencilerin simülasyon ve matematiksel modelleme kavramı hakkında fikir sahibi olmalarının ötesinde, deneysel ve/veya tesis verilerinden hareketle bir metalurjik sistemin simülasyonu / modellenmesi hakkında teorik bilgilerinin geliştirilmesi ve bu teorik bilgilerin, bir modelleme yazılımı ile uygulamalı olarak da desteklenmesi hedeflenmektedir.
Objectives
The goal of the course is to provide an introduction to the basic steps of physical system modelling, model simplification, and model simulation. The course discusses many example problems from the area of extractive metallurgical processes, both transient and steady-state. Utilization of computers will be a key instrument in all steps of model formulation, model simulation and model approximation. The modelling and simulation exercise is an individual exercise where the student has to formulate a dynamic model on the basis of a description of the system in the form of a term-project from the literature. Subsequently, a simulation using a modelling software is required to investigate and assess the dynamic properties and behaviour of the plant or system under study, as relevant for its operation.
References
- R. Peter King, “Modeling and Simulation of Mineral Processing Systems”, ISBN:0-7506-4884-8, 2001.
- B.A. Ogunnaike, “Process Dynamics, Modeling, and Control”, ISBN: 0-19-509119-1, 1994.
- R.I.L. Guthrie, “Engineering in Process Metallurgy”, ISBN: 0-19-856367-1, 1993.
- N.J. Themelis, “Transport and Chemical Rate Phenomena”, Gordon & Breach, New York, 1995.
- C. Arslan, “Modeling the Performance of Aqueous Chromium Electrowinning Cells”, Ph.D. Thesis, Columbia University, New York, 1991.
- E. Peters, D. Dreisinger, “Mixing, Leaching and Modeling Course Notes”, Metals and Materials Eng. Dept. Univ. of British Columbia, Vancouver, Canada, 1990.
- R.G. Bautista, R.J. Wesely, G.W. Warren, “Hydrometallurgical Reactor Design and Kinetics”, A Publication of The Metallurgical Society, Inc., U.S.A., 1986.
- A.W. Bryson, “Modeling the Performance of Electrowinning Cells”, Proceedings Hydrometallurgy 81, Manchester 1981, pp.G2/1-G2/11, 1981.