Sorular 3

Matlab ile Kimya Mühendisliği Soruları ve çözümleri.

Soru 1

• n-bütan gazının 500 K sıcaklıkta ve 18 atmosfer basınçta Redlich–Kwong denklemini kullanarak Spesifik hacmini bulun.

Çözüm 1

% Eq.(2.8),Chapter 2 function y=hacim(v) % K atm l/gmol % gerekli sabitler Tc=425.2

pc=37.5

T=500 p=18 R=0.08206

aRK=0.42748*(R*Tc)^2/pc aRK=aRK*(Tc/T)^0:5 bRK=0.08664*(R*Tc/pc) y=p*v^3-R*T*v^2+(aRK-p*bRK^2-R*T*bRK)*v-aRK*bRK; end

>>feval('hacim',0.2) >>v=fzero('hacim',0.2) >>v=2.0377

Soru 2

• Bir sıra basınç değerleri için sıkıştırılabilirlik değerlerini hesaplayın.

feval('hacim',0.2) v=fzero('hacim',0.2) v=2.0377

% run volplot global T p Tcpc R aRK bRK % in K atm l/gmol % parameters for n-butane Tc=425.2

pc=37.5

T=500 R=0.08206

for i=1:31 (2:33) pres(i)=i; p=i; aRK=0.42748*(R*Tc)^2/pc; aRK=aRK*(Tc/T)^0.5; bRK=0.08664*(R*Tc/pc); vol(i)=fzero('hacim',0.2); Z(i)=pres(i)*(vol(i)/R*T);

Buhar-Sıvı Sorusu

• Buhar-Sıvı sorusu için Mol oranı ve K değerleri

Mol Oranı K Değeri

Propan 0.1

6.8

N-Bütan N-Pentan N-Oktan 0.3

0.4

1 2.2

0.8

0.052

Rachford–Rice denklemine yerleştirerek değerleri bulun.

Buhar-Sıvı Sorusu Çözüm

• function [] =buharsivi(v) %vapor-liquid denklemi z=[0.1 0.3 0.4 0.2]; K=[6.8 2.2 0.8 0.052]; toplam =0.; for i=1:4 pay =(K(i)-1)*z(i); payda = 1+(K(i)-1)*v; toplam = toplam+pay/payda; end toplam end Fonksiyonu, buharsivi(0.2 şeklinde çağırabilirsiniz)

Reaksiyon Denge Problemi

• • Yandaki denklemi Aşağıdaki şekilde sadeleştirebiliriz.

• Burada x e 0.924 değeri verilerek problem kolayca çözülebilir, değerler arttığında ise manuel çözüm çok zorlaşacaktır.

Anizotormik Su-Gas Geçiş Reaksiyonu

Tür İlk CO 1 H 2 O CO 2 1 H 2 Toplam2 Son 1 - x 1 – x x x 2 (1 - x) /2 yi (1 - x) /2 x/2 x/2 1 Reaksiyon eşik denklemi = 148.4 2 C5*C6/(C3*C4)

Anizotormik Su-Gas Geçiş Reaksiyonu

A B Tür İlk CO 1 H 2 O CO 2 1.8 0.3 H 2 0.1 Toplam 3.2 C Son 0.011642 0.811642 1.288358 1.088358 3.200000 D E B3 - C8 B4 - C8 B5 + C8 B6 + C9 Mol Oranı 0.003638

0.253638

0.402612

0.340112

SUM(C3:C6) 1.000000

Reaksiyon eşik denklemi = 148.4 2 C5*C6/(C3*C4)

Su-Buhar Geçiş Reaksiyon Problemi Çözüm Yöntemi

• Herhangi bir noktadaki x i hesaplamak için Matlab da bu formülü girmelisiniz.

• Daha sonra f (x) i 0 yapan değeri bulmak için ‘fsolve,’ ‘fzero’ yada ‘fminsearch’ fonksiyonlarından birini kullanmalısınız.

• Yazdığın fonksiyonu su_buhar(0.9) şeklinde çağırabilirsiniz.

• • • • • • • • • • • • •

Su-Buhar Geçiş Reaksiyon Problemi Çözüm

% denklem function y= su_buhar(x) COin=1.1; H2Oin=1.2; CO2in=0.1; Anizotormik Su-Buhar Geçiş Reaksiyon H2in=0.2; Kequil=148.4; Problemi CO=COin-x H2O=H2Oin-x CO2=CO2in+x H2=H2in+x y=Kequil-CO2*H2/(CO*H2O) end

Fminsearch fonksiyonu

• • fminsearch’ fonksiyonu değişik değişkenlerde oluşan fonksiyonların minimum noktasını bulmak için kullanılır.

Önce fonksiyonu hesaplayan bir m-dosyasını oluşturulur, ve ‘fminsearch’ fonksiyonu, fonksiyon ile beraber çağrılır.

function y2=prob3(p) x=p(1) y=p(2) % f1 =10*x+3*y*y-3 f2=x*x-exp(y)-2 y2=sqrt(f1*f1+f2*f2) end