Havalı sınıflandırıcıların modellenmesinde performans eğrisine dayalı farklı model yaklaşımlarının karşılaştırılması
Comparison of different efficiency curve approaches in modelling of air classifiers
Yazar: OKAY ALTUN
Danışman: DOÇ.DR. AHMET HAKAN BENZER
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Bu çalışmada, havalı sınıflandırıcıların verimlilik eğrilerini tanımlayan matematikseleşitliklerin endüstriyel verilerle olan uyumunun incelenmesi hedeflenmiştir.Çalışma kapsamında Italcementi Set Çimento Ambarlı çimento öğütme tesisi, Boluçimento sanayii Kazan çimento öğütme tesisi, Çimsa Kayseri çimento tesisi,Çimsa Mersin çimento tesisi, Çimsa Lalahan çimento öğütme tesisi, Antalya Özgürçimento ve beton tesislerinde bulunan, Sepol, Sepax, QDK ve O-Sepa üçüncünesil dinamik sınıflandırıcılarının bulunduğu devreler örneklenmiş, örneklerin taneboyu dağılımları belirlenmiş ve önceki dönemlerde alınan veriler de kullanılarakmadde denkliği çalışmaları yürütülmüştür. Madde denkliği çalışmalarıyla birliktedeneysel veriler hatalardan arındırılmış ve ileriki aşama olan modellemeçalışmaları için uygun olup olmadığı belirlenmiştir. Sonraki aşamada ise, her veriseti için verimlilik eğrileri çizilmiş ve sınıflandırıcıların gerçek kesme boyu,düzeltilmiş kesme boyu ve kaçak değerleri belirlenmiştir.Elde edilen bu veriler ışığında aralarında Finch, Plitt, Zhang, Lynch ve Rao,Whiten, Molerus, Lippek ve Espig eşitliklerinin bulunduğu verimlilik eğrisiyaklaşımlarının başarısı sınanmıştır. Eşitliklerin tahmin gücü ölçülen vehesaplanan verimlilik eğrilerinin grafiksel olarak gösterilmesi ile ölçülmüştür.Çalışmalar sırasında matematiksel eşitliklerdeki değişkenler doğrusal olmayanregresyon yöntemi ile tayin edilmiştir. Bu yöntem ile belirlenen değişkenler,verimlilik eğrilerinden elde edilen deneysel değişkenler ile karşılaştırılmış vearalarındaki ilişkiler ortaya koyulmuştur.Bu çalışmalar sonunda Whiten tarafından geliştirilen matematiksel fonksiyonunverimlilik eğrisini tanımlayan en iyi yaklaşım olduğunun anlaşılmasından sonramodelleme çalışmaları için en uygun eşitlik olduğu sonucuna varılmış ve bueşitlikte karşılaşılan problemlerin çözülmesi yoluna gidilmiştir. Bu çalışmakapsamında ilk olarak eşitlikten elde edilen parametreler ile deneysel olarak grafiküzerinden bulunan parametreler arasındaki ilişkiler ortaya koyulmuştur. Yürütülenbu çalışma sonunda geliştirilen eşitliklerle Whiten yaklaşımının deneysel verilerleuyumu sağlanmıştır.Çalışmanın bundan sonraki bölümünde ise tasarım ve işletme değişkenlerininsınıflandırıcı performansı üzerine etkisi incelenmiştir. Bu bölümden elde edilensonuçlar ile istenilen ürün boyuna ve kapasite miktarına göre kullanılacak olansınıflandırıcıya ait gerekli hava miktarı, rotor hızı ve sınıflandırıcı çapı gibi tasarımparametrelerine ulaşmak mümkün olmaktadır.Anahtar Kelimeler: havalı sınıflandırıcı, verimlilik eğrisi

Abstract:
This study aims at, investigating the prediction capabilities of different efficiencycurve approaches and their correlation with the industrial data.Within the context of this study, sampling studies were carried out at ItalcementiSet Ambarlı cement plant, Bolu Cement Corp. Kazan cement grinding plant,Çimsa Kayseri cement plant, Çimsa Mersin cement plant, Çimsa Lalahan cementgrinding plant, Antalya Özgür cement and concrete plant in which high efficiencydynamic classifiers such as Sepol, Sepax, QDK and O-Sepa were operated.Following this study, particle size distribution of the samples was determined andmass balancing technique was used to adjust all data account for experimentalerrors and to calculate the flow rates for all streams. Following this study,effieciency curves of the air separator were drawn and by pass, cut size andcorrected cut size parameters were determined.By using the data obtained from the previous sections, the prediction capabilitiesof the efficiency curve approaches developed by many researchers such as Finch,Plitt, Zhang, Lynch & Rao, Whiten, Molerus, Lippek & Espig were tested. Theresults were evaluated by drawing the measured and the calculated efficiencycurves. The parameters of each approach were calculated by non linearregression method and finally experimental parameters were compared with thecalculated parameters and the correlations between them were examined.The results of the efficiency curve calculations showed that the approachdeveloped by Whiten was the only equation which was in good correlation with theindustrial data. From this point of view, it was concluded that the Whiten?sapproach was the most appropriate model to be used during the modelling studiesof air classifiers. The drawbacks of this equation were determined and theproblems were fixed.At the end of this study, the effects of the operating and the design parameters ofair classifiers on air classifier performance were examined. The operatingparameters such as rotor speed, air velocity were related with the cut size while airclassifier feed amount, air velocity and the dust load of the air classifier feed wererelated with the by pass. Finally, rotor surface area were related with the airclassifier feed amount, the product amount and the air amount needed forseparation process.Keywords: Air classifier, efficiency curve