Sorular 2 Matlab Kimya Mühendisliği soruları ve çözümleri. Sorular bu dökümandan alınarak düzenlenmiştir. MATLAB For Chemical Engineer, By Dr.Zaidoon M.

Soru 1 Girilen Fahrenayt değerini Celcius ‘a çeviren bir program yazın. 0C = 1.8F + 32;

Çözüm 1 Fonksiyona Fahrenayt değerini parametre olarak göndeririz. function y = cevir(F) % Bu fonksiyon girilen Fahrenayt değerini Celcius ‘a çevirir C = 1.8*F + 32; fprintf('%d Fahreneit değerinin celcius karşılığı %d \n',F,C) end

Soru 2 Aşağıdaki sabitleri kullanarak, Antonie denklemine göre buhar basıncını bulan bir program yazın. Antonie Denklemi Po = exp(A-B/(T+C)) Sabitler A = 19.3036 B = 3816.44 C = -46.13

Çözüm 2 Sıcaklığı 373.15 k olarak alırsak Önce sabitleri gireriz >> Pw=exp(A-B/(T+C)) Pw = 759.9430

Soru 3 Yandaki ayırma kabı için, B ve D bileşiklerinin akışlarını bulan bir program yazın

Çözüm 3 F=100; D=80; B=F-D XF=0.15; SF=0.25; TF=0.4; ZF=0.2; XB=0.15; SB=0.25; TB=0.4; ZB=0.2; XD=(F*XF-B*XB)/D*100 SD=(F*SF-B*SB)/D*100 TD=(F*TF-B*TB)/D*100 ZD=(F*ZF-B*ZB)/D*100

Soru 4 x2 + 3x -2 eşitliği için x = 2 deki Tanjant çizgisinin eğrisini bulun. Not:Bir noktanın kendisi ile toplamı o noktadaki eğimin yönünde bir doğrunun yine elipsel eğri üzerindeki kestiği noktanın x eksenine göre tersini alarak bulunur. Bu durum o noktadaki tanjant değeri alınarak çözülür. Bunu için o noktadaki fonksiyonun türevini bulmanız gerekir.

Çözüm 4 Çözüm için önce denklemin türevini buluruz, >>diff(x^2+3*x-2) Sonra matlab içinde kullanabilmek için türevi bir fonksiyon olarak tanımlarız, >>f = inline('2*x+3') Fonksiyonu, bulmak istediğimiz değerle çağırırız. >>f(2) Not: Aynı fonksiyonu- m-dosyası olarakda yazabilirdik.

Soru 5 Aşağıdaki karıştırıcı için A, B ve C akış değerlerini bulan bir program yazın.

Çözüm 5 Problemi çözmek için matlab içinde tanımlı solve fonksiyonu, argüman olarak ' ' içinde karakter biçiminde tanımlı tanımlı fonksiyonları alabilir. [A,B,C]=solve('.5*A+.3*B=.4*C','.2*A+.3*B=.2*C', '.3*A+.4*B+100=.4*C')

Soru 6 Aşağıdaki bilgileri kullanarak, Su/Etanol sistemi sistemi için (0, 0.1, 0.2 ,0.3…….1.0) değerleri arasındaki değişik bileşimlerde kaynama noktasını bulan bir program yazın. Suyun kaynama noktası : 100 0C Etanol un kaynama noktası : 78.35 0C Karışımın kaynama noktası Xsu × KNsu+ Xetanol × KNetanol

Çözüm 6 Önce sabitleri girereriz. >>KNsu = 100; >>KNetanol = 78.35; >>Xsu=0:.1:1 >>Xetanol=1-Xsu >>SICAKLIK= Xsu * KNsu+ Xetanol * Knetanol Xsu dizisinin her bir değeriiçin cevap döner. >>SICAKLI‘ %Sonuçları bize tablo şeklinde alt alta verir.

Soru 3.2 Aşağıdaki bilgileri kullanarak D= 0.2 ve 0.5 çapları için u = 0.1,0.2,0.3 …1 m/s gibi değişik sıcaklıklarda Reynold sayısını hesaplayan bir program yazın. Reynold Sayısı Re= (ρud)/μ , Sabitler μ=0.001 , ρ =1000

Çözüm 3.2 d1=0.2; d2=0.5; u=0.1:.1:1; m=0.001; p=1000; Re1=u*p*d1/m Re2=u*p*d2/m

Soru 4.1 0 ile 1000C arasındaki değerleri 15 er aralıklarla 0C‘den Fahrenayta ve sonra Rankine çeviren bir program yazın. Dönüşüm formülleri: F = 1.80C + 32; R = T + 459.69;

Çözüm 4.1 tc = [0:15:100]; %Sıcaklığı dizi olarak tanımlarız. tf = 1.8.*tc + 32; tr = tf + 459.69; t = [tc',tf',tr'] % ‘ işlemi satır matrislerini sütuna çevirir.

Çözüm 6 devam t = 0 32.0000 491.6900 15.0000 59.0000 518.6900 30.0000 86.0000 545.6900 45.0000 113.0000 572.6900 60.0000 140.0000 599.6900 75.0000 167.0000 626.6900 90.0000 194.0000 653.6900

Soru 7 Aşağıdaki bilgileri kullanarak Su/Etanol sisteminin farklı su bileşimlerindeki ortalama sıcaklığını bulan bir program yazın. Suyun kaynama noktası : 100 C Etanol kaynama noktası : 78.35 C Karışımın kaynama noktası Xsu × KNsu+ Xetanol × KNetanol

Çözüm 7 AD=WD*Xw+ED*Xe; A=Xw'; A(:,2)=Xe'; A(:,3)=AD';

Soru 8 Aşağıdaki bilgileri kullanarak, Etanol,su ve benzen T = 373.15k için tablo oluşturun. Etanol P0e= exp(18.5242-3578.91/(T-50.5)) Su P0w = exp(18.3036-3816.44/(T-46.13)) Benzen P0b=exp(15.9008-2788.51/(T-52.36)) Ki= P0i /Pt , Pt=760, yi =Ki×xi

Çözüm 8 T=373.15; Pe=exp(18.5242-3578.91/(T-50.5)); Pw=exp(18.3036-3816.44/(T-46.13)); Pb=exp(15.9008-2788.51/(T-52.36)); Ke=Pe/760; Kw=Pw/760; Kb=Pb/760; Xe=0:.1:1; Ye=Ke*Xe; Xw=0:.1:1; Yw=Kw*Xw; Xb=0:.1:1; Yb=Kb*Xb; A=[Xe',Ye',Xw',Yw',Xb',Yb']

Çözüm 8 Elde edilen A matrisi şu şekildedir. A= 0 0 0 0 0 0 0.1000 0.2223 0.1000 0.1000 0.1000 0.1777 0.2000 0.4445 0.2000 0.2000 0.2000 0.3554 0.3000 0.6668 0.3000 0.3000 0.3000 0.5331 0.4000 0.8890 0.4000 0.4000 0.4000 0.7107 0.5000 1.1113 0.5000 0.5000 0.5000 0.8884 0.6000 1.3335 0.6000 0.6000 0.6000 1.0661 0.7000 1.5558 0.7000 0.6999 0.7000 1.2438 0.8000 1.7780 0.8000 0.7999 0.8000 1.4215 0.9000 2.0003 0.9000 0.8999 0.9000 1.5992 1.0000 2.2225 1.0000 0.9999 1.0000 1.7769

Soru 9 Yandaki ayrıştırma sisteminde Her bir giriş ve çıkış için Kütle akışı(kg/hr) ve kütle cinsleri verilmiştir. Her bir cins için bilinmeyen Akışları bulan bir kod yazın.

Çözüm 9 A=[1, 1, 1; .04, .54, .26; .93, .24 ,0]; B=[10; .2*10; .6*10]; Denklem lineer denklemlerin çözüldüğü şekilde çözülebilir. x1 + x2 + x3 = 10 0.04x1+0.54x2+0.26x3=0.2*10 0.93x1+0.24X2 =0.6*10 Değerleri matriste yerine koyarsak A=[1, 1, 1; .04, .54, .26; .93, .24 ,0]; B=[10; .2*10; .6*10]; X=A\B; F1=X(1),F2=X(2),F3=X(3)

Soru 10 Aşağıdaki denklemleri kullanarak, 0 ile 50 arasındaki sıcaklıklarda su için yoğunluk, iletkenlik ve özel ısı değerlerini bulan bir program yazın. Yoğunluk ρ = 1200.92 – 1.0056 TK0 + 0.001084 * (TK0)2 İletlenlik K= 0.34 + 9.278 * 10-4 .TK0 Özel Isı CP = 0.015539 (TK0 – 308.2)2 + 4180.9

Çözüm 10 function[] = Cozum6_1() ap=0; aKc=0; aCp=0; for T=273:5:323 p = 1200.92 - 1.0056*T+ 0.001084 * T^2; Kc = 0.34 + 9.278 * 10^-4 *T; Cp = 0.015539*(T - 308.2)^2 + 4180.9; ap=ap+p; aKc=aKc+Kc; aCp=aCp+Cp; end %for Averagedensity=ap/11 Averageconductivity=aKc/11 Averagespecificheat=aCp/11 End %fonksiyon

Soru 11 Aşağıdaki denklemleri kullanarak,üçlü bir sistemin kaynama noktasını bulun(Etanol 40 mol%, Su 20 mol% ve Benzen 40 mol%) Etanol Poe=exp(18.5242-3578.91/(T-50.5)) Su Pos=exp(18.3036-3816.44/(T-46.13)) Benzen Pob=exp(15.9008-2788.51/(T-52.36))

Çözüm 11 Xe=.4;Xw=.2;Xb=.4; for T=273.15:.01:450; Pe=exp(18.5242-3578.91/(T-50.5)); % Etanol buhar basıncı Ps=exp(18.3036-3816.44/(T-46.13)); % Su buhar basıncı Pb=exp(15.9008-2788.51/(T-52.36)); % Benzen buhar basıncı % denklem sabitlerinin hesaplanması Ke=Pe/760; % Etanol Ks=Pw/760; % Su Kb=Pb/760; % Benzen % Kaynama noktası koşulu sum=Ke*Xe+Ks*Xs+Kb*Xb; if sum>1 break end

Soru 12 333.15 K da Metil kloridin gaz basıncı 13.76 bar olarak verilmiş olsun, aşağıda verilen şartlara göre Redlich/Kwong denklemini kullanarak doymuş suyun molar hacmini bulan bir program yazın. a = 0.42748*R2Tc2.5 /Pc b = 0.08664*RTC/PC Vi+1 =(RT/P)+b- (a*(V i -b))/(T1/2PVi(Vi +b)) R = 83.14 , Tc= 416.3 k , Pc= 66.8 bar

Çözüm 12 function[] = cozum6_3() T=333.15; Tc=416.3; P=13.76; Pc=66.8; R=83.14; a=0.42748*R^2*Tc^2.5/Pc; b=0.08664*R*Tc/Pc; V(1)=R*T/P; for i=1:1:10 V(i+1)=(R*T/P)+b-(a*(V(i)-b))/(T^.5*P*V(i)*(V(i)+b)); end

Soru 13 Bir borudaki laminar hız formülü şu şekildedir Vx=Vmax(1-(2*r/di)2) Elimizdeki bilgiler; r= Boru merkez yarı çap uzaklığı (-1 -1 arasında) di: İç çapı (di=0.2 m) Vmax: Boru içindeki azami hız (Vmax=2 m) Borudaki hız profilini çizin?

Çözüm 13 di=.2; Vmax=2 r=-.1:.001:.1 Vx=Vmax*(1-((2*r)/di).^2) plot(Vx,r) Xlabel('Hız (m/s)') Ylabel('Boru merkezinden uzaklık (m)')

Grafik 13

Soru 14 Aşağıda verilen formül ve değerlere göre 373 ve 600 k arasında k yı sıcaklık fonksiyonu olarak çizin(sıcaklık 50 nokta kullanın). Formül : K=A exp(B-(C/T)-ln(D*T)-E*T+F*T2) Değerler : A=3.33 B=13.148 C=5639.5 D=1.077 E=5.44*10-4 F=1.125*10-7

Çözüm 14 A=3.33; B=13.148; C=5639.5; D=1.077; E=5.44e-4; F=1.125e-7; Ts=(600-373)/49;% sıcaklık değişimi m=0; for T=373:Ts:600 m=m+1 Temp(m)=T K(m)=A*exp(B-(C/T)-log(D*T)-E*T+F*T^2) end plot(Temp, K) Xlabel('Sıcaklık') ylabel('K değeri')

Grafik 14

Soru 15 Aşağıdaki denklem ve Sabitleri kullanarak, yandaki etanol/su Sisteminin grafiğini çizin Etanol Poe=exp(18.5242-3578.91/(T-50.5)) Su Pow=exp(18.3036-3816.44/(T-46.13)) Ki= Poi /Pt , Pt=760, yi =Ki×xi, KN = Σyi=ΣKi×xi =1

Çözüm 15 Xe=0:.1:1; Xw=1-Xe; for m=1:11 for T=273.15:.01:450; Pe=exp(18.5242-3578.91/(T-50.5)); % Etanol buhar basıncı Pw=exp(18.3036-3816.44/(T-46.13)); % Su buhar basıncı Ke=Pe/760; % Ethanol Kw=Pw/760; % Water sum=Ke*Xe(m)+Kw*Xw(m); if sum>1 break end Temp(m)=T; ye(m)=Ke*Xe(m); plot(Xe,Temp,'k-+',ye,Temp,'k-*')

Grafik 15

Son Alıştırma soruları pdf dökümanına bakınız. MATLAB For Chemical Engineer By Dr.Zaidoon M.