مدلسازی برج پرشده با روش های حداقل مربعات، الگوریتم ژنتیک و طراحی آزمایش‌ها

نویسندگان

1

2 دانشگاه زابل

doi
10.22103/jsse.2026.5554
چکیده

هدف : طراحی آزمایش­ها ابزاری مفید برای کاهش تعداد آزمایش­ها و به تبع آن کاهش هزینه­ها به شمار می­رود و افزون بر آن مدلی ارائه می­کند که در بازه آزمایش معتبر است. همچنین مدلسازی به عنوان روشی در جهت پیش­بینی رفتار سیستم و صرفه­جویی در هزینه­ها استفاده می­شود. هدف از این پژوهش مدلسازی آزمایش­های انجام شده در یک برج تقطیر پرشده و پیش­بینی ارتفاع معادل سینی تئوری(HETP)، می باشد. مواد و روش : این پژوهش بر پایه داده­های تجربی موجود برای یک برج تقطیر پر شده انجام شده است. ماده مورد آزمایش سیکلوهگزان و نرمال هپتان است. برج با آکنه حلقه پال یک اینچی پر و آزمایش­ها در دو فشار bar 35/0 و bar 65/1 انجام شده است. از میان روش­های گوناگون، سه روش پرکاربرد الگوریتم ژنتیک، حداقل مربعات و طراحی آزمایش­ها برای مدلسازی انتخاب شد. نتایج : مدل­های بدست آمده با دو روش الگوریتم ژنتیک و حداقل مربعات، اگرچه ضرایب متفاوتی داشتند اما نتایج مشابهی ارائه نمودند. در مورد روش طراحی آزمایش­ها تحلیل واریانس نشان داد که داده­ها برای تحلیل مناسب نیستند لذا نتایج مطلوبی بدست نیامد. چرا که آزمایش­های انجام شده، بر این مبنا طراحی نشده بود. مدلسازی به سه روش، می­بایست نتایج مشابهی داشته باشد. علت متفاوت بودن مدل طراحی آزمایش، نامناسب بودن داده­های تجربی بود. نتیجه‌گیری : با استفاده از مدل‌های ارائه‌ شده با دو روش حداقل مربعات و الگوریتم ژنتیک می‌توان عملکرد برج پرشده را در محدوده آزمایش‌ با دقت مناسبی پیش‌بینی کرد و ارتفاع معادل را بدون نیاز به آزمایش‌های پرهزینه و زمان‌بر محاسبه نمود. همچنین این مطالعه نشان داد که روش طراحی آزمایش‌ها تنها در صورتی نتایج معتبری ارائه می‌کند که داده‌ها از ابتدا بر اساس اصول آن همچون تصادفی‌ بودن، رعایت پراکندگی، تکرارپذیری و ... گردآوری شده باشند.