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

Soru 2 Bir sıra basınç değerleri için sıkıştırılabilirlik değerlerini hesaplayın.

feval('hacim',0. 2) v=fzero('hacim',0. 2) v=2 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); end plot(pres,Z) xlabel('pressure (atm) ') ylabel('Z')

Buhar-Sıvı Sorusu Buhar-Sıvı sorusu için Mol oranı ve K değerleri Mol Oranı K Değeri Propan 0.1 6.8 N-Bütan 0.3 2.2 N-Pentan 0.4 0.8 N-Oktan 1 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 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 Son yi CO 1 1 - x (1 - x) /2 H2O 1 1 – x (1 - x) /2 CO2 x x/2 H2 x x/2 Toplam2 2 1 Reaksiyon eşik denklemi = 148.4 2 C5*C6/(C3*C4)

Anizotormik Su-Gas Geçiş Reaksiyonu A B C D E Tür İlk Son Mol Oranı CO 1 0.011642 B3 - C8 0.003638 H2O 1.8 0.811642 B4 - C8 0.253638 CO2 0.3 1.288358 B5 + C8 0.402612 H2 0.1 1.088358 B6 + C9 0.340112 Toplam 3.2 3.200000 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; H2in=0.2; Kequil=148.4; CO=COin-x H2O=H2Oin-x CO2=CO2in+x H2=H2in+x y=Kequil-CO2*H2/(CO*H2O) end Anizotormik Su-Buhar Geçiş Reaksiyon Problemi

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 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