Theses of the doctoral (PhD) dissertation. Extending the model set of stirred vessels. Attila Egedy MSc. in Chemical Engineering

Hasonló dokumentumok
Kevert vegyipari berendezések modellezési eszköztárának bővítése. Egedy Attila okleveles vegyészmérnök

Irányítási struktúrák összehasonlító vizsgálata. Tóth László Richárd. Pannon Egyetem Vegyészmérnöki és Anyagtudományok Doktori Iskola

Extraktív heteroazeotróp desztilláció: ökologikus elválasztási eljárás nemideális

Keywords: computational fluid dynamics, stirred tank, model complexity, reactor runaway

és alkalmazások, MSc tézis, JATE TTK, Szeged, Témavezető: Dr. Hajnal Péter

Using the CW-Net in a user defined IP network

Mérnök informatikus (BSc) alapszak levelező tagozat (BIL) / BSc in Engineering Information Technology (Part Time)

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS. Kevert vegyipari berendezések modellezési eszköztárának bővítése. Készítette: Egedy Attila okleveles vegyészmérnök

B/16. számú melléklet Önéletrajz sablon

Effect of the different parameters to the surface roughness in freeform surface milling

Hasznos és kártevő rovarok monitorozása innovatív szenzorokkal (LIFE13 ENV/HU/001092)

OTKA nyilvántartási szám: T ZÁRÓJELENTÉS

ICT ÉS BP RENDSZEREK HATÉKONY TELJESÍTMÉNY SZIMULÁCIÓJA DR. MUKA LÁSZLÓ

Book of theses. Use of network approach in the improvement of operation efficiency on the field of quality development. Written by: Tamás Csiszér

SZÉN NANOCSŐ KOMPOZITOK ELŐÁLLÍTÁSA ÉS VIZSGÁLATA

Felnőttképzés Európában

Süle Zoltán publikációs listája

Decision where Process Based OpRisk Management. made the difference. Norbert Kozma Head of Operational Risk Control. Erste Bank Hungary

NYOMÁSOS ÖNTÉS KÖZBEN ÉBREDŐ NYOMÁSVISZONYOK MÉRÉTECHNOLÓGIAI TERVEZÉSE DEVELOPMENT OF CAVITY PRESSURE MEASUREMENT FOR HIGH PRESURE DIE CASTING

Baranyáné Dr. Ganzler Katalin Osztályvezető

A modern e-learning lehetőségei a tűzoltók oktatásának fejlesztésében. Dicse Jenő üzletfejlesztési igazgató

JÓVÁHAGYÁS. szervezet. Név Dr. Szakonyi Lajos KPI Oktatási Minisztérium

Drótposta: ; ; Honlapom:

Model Identification and Predictive Control of a Laboratory Binary Distillation Column

Cluster Analysis. Potyó László

Skills Development at the National University of Public Service

Telefonszám(ok) Mobil Fax(ok) Egyetem u. 10., 8200 Veszprém. Tehetséggondozás (matematika)

Dinamikus rendszerek identifikációja genetikus programozással

A KONVEKCIÓS ÚJRAÖMLESZTŐ KEMENCÉK

1. Katona János publikációs jegyzéke

VALÓS HULLÁMFRONT ELŐÁLLÍTÁSA A SZÁMÍTÓGÉPES ÉS A DIGITÁLIS HOLOGRÁFIÁBAN PhD tézisfüzet

AZ ERDÕ NÖVEKEDÉSÉNEK VIZSGÁLATA TÉRINFORMATIKAI ÉS FOTOGRAMMETRIAI MÓDSZEREKKEL KARSZTOS MINTATERÜLETEN

FIATAL MŰSZAKIAK TUDOMÁNYOS ÜLÉSSZAKA

Report on esi Scientific plans 7 th EU Framework Program. José Castell Vice-President ecopa, ES

Az Ipoly árvízi előrejelző rendszer

TUDOMÁNYOS ÖNÉLETRAJZ

FELADATKIÍRÁSOK (ÁRAMLÁSTAN TANSZÉK)

CONCERTO COMMUNITIES IN EU DEALING WITH OPTIMAL THERMAL AND ELECTRICAL EFFICIENCY OF BUILDINGS AND DISTRICTS, BASED ON MICROGRIDS. WP 5 Del 5.

A forrás pontos megnevezésének elmulasztása valamennyi hivatkozásban szerzői jogsértés (plágium).

Pécsi Tudományegyetem Közgazdaságtudományi Kar Regionális Politika és Gazdaságtan Doktori Iskola

List of publications Almási Béla, University of Debrecen

Sex: Male Date of Birth: 02 August 1947 Citizenship: Hungarian

Teljes publikációs lista. Dr. Csiha Csilla egyetemi docens

PUBLIKÁCIÓS ÉS ALKOTÁSI TEVÉKENYSÉG ÉRTÉKELÉSE, IDÉZETTSÉG Oktatói, kutatói munkakörök betöltéséhez, magasabb fokozatba történı kinevezéshez.

A MÁGNESES REZONANCIA LEKÉPEZÉS (MRI) HASZNÁLATA TERMÉNYEK HŐFIZIKAI VIZSGÁLATAINÁL KOVÁCS, A. J.

NUMERICAL MODELING OF HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTING APPLICATIONS. PhD Thesis

MŰSZAKI TUDOMÁNY AZ ÉSZAK-ALFÖLDI RÉGIÓBAN 2010

INNONET Innovációs és Technológiai Központ

(A képzés közös része, specializáció választás a 4. félévben, specializációra lépés feltétele: az egyik szigorlat eredményes teljesítése)

SZOFTVEREK A SORBANÁLLÁSI ELMÉLET OKTATÁSÁBAN

Intelligens Induktív Érzékelők

Gabonacsíra- és amarant fehérjék funkcionális jellemzése modell és komplex rendszerekben

HIDEGEN HENGERELT ALUMÍNIUM SZALAG LENCSÉSSÉGÉNEK VIZSGÁLATA INVESTIGATION OF CROWN OF COLD ROLLED ALUMINIUM STRIP

KLINCS KÖTÉS TECHNOLÓGIAI PARAMÉTEREINEK VIZSGÁLATA, VÉGESELEMES MODELLEZÉSE

FAMILY STRUCTURES THROUGH THE LIFE CYCLE

már mindenben úgy kell eljárnunk, mint bármilyen viaszveszejtéses öntés esetén. A kapott öntvény kidolgozásánál még mindig van lehetőségünk

Logisztikai mérnöki alapszak (BSc) levelező tagozat (BSL) / BSc in Logistics Engineering (Part Time)

Zalaegerszeg, Innotech konferencia

Rezisztens keményítők minősítése és termékekben (kenyér, száraztészta) való alkalmazhatóságának vizsgálata

Rotary District 1911 DISTRICT TÁMOGATÁS IGÉNYLŐ LAP District Grants Application Form

Protoncserélő membrános hidrogén - levegő tüzelőanyag-cellák működési elve, szabályozása és alkalmazása

Correlation & Linear Regression in SPSS

Galileo Signal Priority A new approach to TSP

Miskolci Egyetem Gazdaságtudományi Kar Üzleti Információgazdálkodási és Módszertani Intézet Factor Analysis

Cloud computing. Cloud computing. Dr. Bakonyi Péter.

HM 80 UNIVERZÁLIS KEVERŐSZELEP VEZÉRLŐ ÁLTALÁNOS MŰSZAKI ADATOK TULAJDONSÁGOK TERMÉK LEÍRÁS ELEKTROMOS. RF kommunikáció

Cloud computing Dr. Bakonyi Péter.

Mérnök informatikus MSc levelező tagozat tanterve

Correlation & Linear Regression in SPSS

A jövedelem alakulásának vizsgálata az észak-alföldi régióban az évi adatok alapján

(A képzés közös része, specializációra lépés feltétele: a szigorlat eredményes teljesítése)

Pannon Egyetem Vegyészmérnöki- és Anyagtudományok Doktori Iskola

Gottsegen National Institute of Cardiology. Prof. A. JÁNOSI

ANYAGTECHNOLÓGIA. Finom szemcseméretű anyagok őrölhetőségi vizsgálata

KN-CP50. MANUAL (p. 2) Digital compass. ANLEITUNG (s. 4) Digitaler Kompass. GEBRUIKSAANWIJZING (p. 10) Digitaal kompas

(8) Globális stabilitásvesztéséhez tartozó kritikus erő/nyomaték analitikus meghatározása felületmodell

TÉRGAZDÁLKODÁS - A TÉR MINT VÉGES KÖZÖSSÉGI ERŐFORRÁS INGATLAN NYILVÁNTARTÁS - KÜLFÖLDI PÉLDÁK H.NAGY RÓBERT, HUNAGI

DNAPL SZENNYEZÉSEK TRANSZPORT- MODELLEZÉSI LEHETŐSÉGEI A GMS PROGRAMBAN

Gépészmérnöki alapszak (BSc) levelező tagozat (BGL) / BSc in Mechanical Engineering (Part Time)

4-42 ELECTRONICS WX210 - WX240

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Építőmérnöki Kar

MŰSZAKI TUDOMÁNY AZ ÉSZAK-KELET MAGYARORSZÁGI RÉGIÓBAN 2012

Dinamikus programozás alapú szivattyú üzemvitel optimalizálási technikák (főként) kombinatorikus vízműhálózatokra

Résbefúvó anemosztátok méréses vizsgálata érintõleges légvezetési rendszer alkalmazása esetén

Mérnök informatikus (BSc) alapszak levelező tagozat (BIL) / BSc in Engineering Information Technology (Part Time)

Különböző szűrési eljárásokkal meghatározott érdességi paraméterek változása a választott szűrési eljárás figyelembevételével

Autópálya forgalomszabályozás felhajtókorlátozás és változtatható sebességkorlátozás összehangolásával és fejlesztési lehetőségei

Tempus konferencia műhelymunka

P-gráf alapú workflow modellezés fuzzy kiterjesztéssel

Energetikai mérnöki alapszak (BSc) nappali tagozat (BG) / BSc in Energy Management Engineering (Full Time)

The Measurement of The Three Components of The Cutting Force During The Turning Process

A Magyar Honvédség hírrendszerének továbbfejlesztése

Városi légszennyezettség vizsgálata térinformatikai és matematikai statisztikai módszerek alkalmazásával

AZ A PRIORI ISMERETEK ALKALMAZÁSA

Orvosi eszközök gyártmányfejlesztése Aktív orvosi eszköz szoftver verifikálása, validálása (V&V) Dolgos Márton Budapest,

Miskolci Egyetem Gazdaságtudományi Kar Üzleti Információgazdálkodási és Módszertani Intézet. Correlation & Linear. Petra Petrovics.

Mikroszkopikus közlekedési szimulátor fejlesztése és validálása (Development and validating an urban traffic microsimulation)

Mérnök informatikus mesterszak mintatanterve (GE-MI) nappali tagozat/ MSc in, full time Érvényes: 2011/2012. tanév 1. félévétől, felmenő rendszerben

Tárgy neve Tantárgyfelelős Nyelv Kreditpont Előtanulmány Ekvivalens Szint. Dr. Pere Balázs angol 4 NGM_AM002_1 MSc. német 4 NGM_AM004_1 MSc

First experiences with Gd fuel assemblies in. Tamás Parkó, Botond Beliczai AER Symposium

Átírás:

Theses of the doctoral (PhD) dissertation Extending the model set of stirred vessels Attila Egedy MSc. in Chemical Engineering University of Pannonia Doctoral School in Chemical Engineering and Materials Sciences Supervisors: Tamás Varga PhD assistant lecturer Tibor Chován PhD, lecturer Department of Process Engineering Veszprém 2013

1. Previous studies, goals Matematical models are widely used for problem solving in the operation of chemical industries. With adequate models the design, development and operational problems can be easily solved. Matematical models with different complexity were developed, from the simple perfectly mixed reactor models to compartment and Computational Fluid Dynamics (CFD) models. Hence the more complex the problem is, the more complex model is needed for solving the problem, thus the tools facilitating the computations with these models are getting used more widely. In the dissertation I would like to present my research aimed at enhancing the tools for modelling stirred vessels. A compartment model structure identification algorithm was developed based on qualitative trend analysis. The algorithm and the developed program are capable of identifying a compartment model for a system based on measured data. The developed video processing based validation methods are capable of the validation of CFD models based on mixing time and particle tracing measurements. During the research experimental apparatus and methods are developed too. The last part of the dissertation focuses on some chemical engineering applications of CFD models. Two case studies were solved, and discussed in detail: an adaptive temperature control of a laboratory heat exchanger, and the hybrid CFD-compartment modelling of a leaching reactor. 2

2. Theses 1. I presented that the proposed algorithm facilitating qualitative methods and hydrodynamic measurements is capable of identifying compartment model. a. An algorithm was developed, which automatically identifies compartment model structure and parameters using unique sequences based on qualitative trend analysis, to ease the use of compartment models. b. I proposed filtering rules, that makes easier finding the adequate compartment model structure for a real system. The built-in rules were checked based on engineering fundamentals. c. Based on the proposed algorithm I developed a computer program, which was tested using multiple test examples. The developed method can be widely used, despite the limit of combinatorial explosion in case of higher compartment numbers. Publications: 6, 9, 14, 24 2. I developed CFD model validation methods for transparent vessel, using video processing based mixing time and particle tracing based measurements. a. I created an experiment based mixing time measurement, and a video recording based processing method. The proposed method is capable of tracking the homogeneity changes with minimal user interaction. The reliability of the proposed technique was tested against multiple measurements at different revolution speeds. b. I developed a particle tracing based method for qualitative characterization of developed CFD models. By synchronising two dimensional trajectories I determined three dimensional trajectories. To compare measured and simulated trajectories 3

a new visualisation technique based on particle residence frequency in the reactor was proposed. Publications: 2, 4, 5, 8, 10, 12, 13, 15, 16, 20, 25 3. I presented that a tool based on the the development of a detailed and adequate CFD simulator of a system, can be applied in engineering problem solving procedure. a. I created a detailed CFD model of a laboratory scale heat exchanger. The detailed CFD model was applied to solve an adaptive temperature control problem, concluding that using a CFD model in control practice can lower the measurement need. b. I created a three dimensional hydrodynamic model of a leaching reactor. I defined the connection between the hydrodynamic model and the parameters of the heuristic compartment model which is capable of calculating the component balance. Based on the examination of the validated compartment model I suggested an optimal parameter interval for operating the leaching reactor. Publications: 1, 3, 7, 11, 17, 18, 19, 22, 23 3. Future plans, applications The compartment model structure identification algorithm can be developed, by the definition of cross streams, or new basic compartments - for example dead space (compartment without flow). In the field of video recording based validation the measurements with more impellers is the next step. With the calculation of the local mixing times, engineers can achieve better understanding in the operation of a reactor. The particle tracing 4

video processing method can be extended by using multiple particles, and parallel particle detection. The adaptive control approach can be tested with a device at higher scale (for example a pilot size reactor), where the method can be tested on a more complex system. With modelling multiple metal leaching, a deeper understanding of the processes can be achieved in the field of electrical waste recycling. We are currently studying the effect of geometry changes on the leaching. The methods discussed in the dissertation can be a foundation for further scale-up studies, and after the scale-up eventually to a patent of a technology. 4. List of publications Journal articles: 1. 2013. Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, CFD based adaptive control of a tubular electrical heater, Politechnica Periodica (sent for review) 2. 2013. Bálint Molnár, Attila Egedy, Tamás Varga, Analysis of mixing efficiency of different impeller geometries based on CFD models, Politechnica Periodica (sent for review) 3. 2013. Attila Egedy, Szabolcs Fogarasi, Tamás Varga, Árpád Imre-Lucaci, Tibor Chován, CFD models in the development of electrical waste recycling technologies, Chemical Engineering Transactions; DOI: 10.3303/CET1335221 4. 2013. Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, Particle Tracing based model validation for CFD models of stirred reactors, Chemical Engineering Transactions, DOI:10.3303/CET1332239 5. 2013. Bálint Molnár, Attila Egedy, Tamás Varga, CFD Model Based Comparison of Mixing Efficiency of Different Impeller Geometries, Chemical Engineering Transactions, DOI:10.3303/CET1332243 5

6. 2012. Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, Compartment model structure identification with qualitative methods for a stirred vessel Matematical and Computer Modelling of Dynamical Systems, DOI: 10.1080/13873954.2012.700939 7. 2012. Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, Examination of temperature probe setup using computational fluid dynamics simulators, Politechnica Periodica, DOI: 0.3311/pp.ch.2012-2.04 8. 2012. Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, Application of models with different complexity for a stirred tank reactor, Hungarian Journal of Industrial Chemistry, ISBN: 0133-0276, 335-339 9. 2011. Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, Compartment model structure identification of stirred reactors based on qualitative method, Acta Agraria Kaposvariensis, 15, 233-244 Conference proceedings: 10. 2012. Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, CFD modelling and video based model validation for a stirred reactor, Computer Aided Chemical Engineering, ISBN: 978-0444-59519-0, 1123-1127 11. 2012. Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, Examination of temperature probe setup using computational fluid dynamics simulators, Műszaki Kémiai Napok 2012. ISBN: 978-615-5044-54-0, 78-84 12. 2012. Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, Video Based Validation Using Particle Tracing Methods for a Stirred Vessel, V. International Interdisciplinary Technical Conference of Young Scientists, Poznan, ISBN: 978-83- 926896-4-5, 49-54 13. 2011. Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, Investigations on Hydrodynamics in a Stirred Tank for Educational Purposes, COMSOL Conference Stuttgart 14. 2011. Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, Model Structure Identification Algorithm for Stirred Systems, IV. International Interdisciplinary Technical Conference of 6

Young Scientists, Poznan, ISBN:978-83-926896-3-8, 242-246 15. 2011. Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, Kevert reaktorok dinamikai viselkedésének vizsgálata, Műszaki Kémiai Napok 2011. ISBN: 978-615-5004-07-6, 231-236 16. 2010. Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, Kevert bioreaktorok hidrodinamikai modellezése, Műszaki Kémiai Napok 2010. ISBN: 978-963-9696-93-8, 193-198 Lectures, posters: 17. 2013. július - Attila Egedy, Szabolcs Fogarasi, Tamás Varga, Árpád Imre-Lucaci, Tibor Chován, CFD szimuláció alkalmazása elektronikai hulladék hasznosítási technológiák fejlesztésében, Környezetbarát anyagok és technológiák konferencia, Veszprém 18. 2013. június - Attila Egedy, Szabolcs Fogarasi, Tamás Varga, Árpád Imre-Lucaci, Tibor Chován, CFD modellezés a hulladékhasznosító technológiák fejlesztésében, Jubileumi Lóczy Lajos emlékkonferencia 1913 2013 Sekély vizű tavas területek ökológiája, szociológiája és komplex mérnöki elemzése, Kaposvár. 19. 2013. április Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, CFD model based adaptive control of tubular electrical heater, Műszaki Kémiai Napok 2013., Veszprém, Magyarország 20. 2012. november Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován: Fermentációs reaktor vizsgálata numerikus áramlástani módszerekkel, XVIII. Nemzetközi Vegyészkonferencia, Félixfürdő, Románia 21. 2012. november György Rádi, Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován: Katalizátor ágy üres keresztmetszeti tényező radiális eloszlásának vizsgálata, XVIII. Nemzetközi Vegyészkonferencia, Félixfürdő, Románia 22. 2012. Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, CFD Model Based Control Algorithm Development of a Laboratory Water Heater, CAPE Forum 2012, Veszprém, Magyarország 7

23. 2012. Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, CFD Modelling and Validation of a Laboratory Water Heater, IX. Meeting of Young Chemical Engineers, Zágráb, Horvátország 24. 2011. Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, Struktúra identifikáció kevert tankokban cellás modellek és kvalitatív módszerek alkalmazásával, IX. Alkalmazott Informatikai konferencia, Kaposvár, Magyarország 25. 2010. Attila Egedy, Tamás Varga, Tibor Chován, Kevert bioreaktorok hidrodinamikai modellezése, IV. Szent- Györgyi Albert Konferencia, Budapest, Magyarország 8