Kémiai reakciók irányíthatósági tulajdonságainak vizsgálata

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Drexler Dániel András
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

A kémiai reakciók irányíthatósága a vegyipar számos területén nagy jelentőséggel bír. Alkalmazzák szerves anyagok szintézisekor, műanyagok gyártásakor, sőt még az elektronikai technológiában is.

A dolgozatban kémiai reakciók irányíthatósági tulajdonságaival foglalkozom. Speciálisan egybemenetű kémiai rendszerek irányíthatóságát vizsgálom. A bemenetnek minden esetben valamely rendszerbeli vegyület koncentrációjának változtatását tekintem. Megvizsgálom, hogy a különböző típusú reakciók mely vegyületek koncentrációjának változtatásával erősen elérhetőek, illetve egzakt linearizálhatóak és meghatározom, melyek azok az anyagfajták, amelyeket inputvegyületként alkalmazva a folyamatot nem tudjuk irányítani. A vizsgálat során a rendszert leíró differenciálegyenletek és a bemenet által generált Lie-algebra dimenzióját határozom meg, majd ennek segítségével adok feltételt az irányíthatóságra.

Először általános alakú reakciók erősen elérhetőségét, egzakt linearizálhatóságát, illetve lokálisan irányíthatóságát vizsgálom. Belátom, hogy a soros reakciók kizárólag a kiindulási vegyület koncentrációjának változtatásával irányíthatók. Megmutatom, hogy a párhuzamos reakciók a koncentráció változtatásával nem irányíthatók, a körfolyamatokat viszont bármely rendszerbeli vegyület koncentrációjának változtatásával tudjuk irányítani. Bebizonyítom, hogy az egylépéses, nem elágazó reakciók esetében az irányíthatóság feltétele, hogy valamely kiindulási vegyület koncentrációjának változását válasszuk bemenetnek és a további kiindulási vegyületek mindegyikének pozitív legyen a koncentrációja.

A dolgozat második felében az etanol-kénsav rendszer segítségével bemutatom, hogyan lehet speciális folyamatok irányíthatóságát meghatározni.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.