Sorular 2 Matlab Kimya Mühendisliği soruları ve çözümleri.

... konulu sunumlar: "Sorular 2 Matlab Kimya Mühendisliği soruları ve çözümleri."— Sunum transkripti:

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

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

3 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

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

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

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

7 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

8 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.

9 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.

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

11 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')

12 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 : C Karışımın kaynama noktası Xsu × KNsu+ Xetanol × KNetanol

13 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.

14 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

15 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

16 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 ;

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

18 Çözüm 6 devam t =

19 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 : C Karışımın kaynama noktası Xsu × KNsu+ Xetanol × KNetanol

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

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

22 Çözüm 8 T=373.15; Pe=exp( /(T-50.5)); Pw=exp( /(T-46.13)); Pb=exp( /(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']

23 Çözüm 8 Elde edilen A matrisi şu şekildedir. A=

24 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.

25 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)

26 Soru 10 Aşağıdaki denklemleri kullanarak, 0 ile 50 arasındaki sıcaklıklarda su için yoğunluk, iletkenlik ve özel ısı değerlerini bulan bir program yazın. Yoğunluk ρ = – TK * (TK0)2 İletlenlik K= * TK0 Özel Isı CP = (TK0 – 308.2)

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

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

29 Çözüm 11 Xe=.4;Xw=.2;Xb=.4; for T=273.15:.01:450; Pe=exp( /(T-50.5)); % Etanol buhar basıncı Ps=exp( /(T-46.13)); % Su buhar basıncı Pb=exp( /(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

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

31 Çözüm 12 function[] = cozum6_3() T=333.15; Tc=416.3; P=13.76; Pc=66.8; R=83.14; a= *R^2*Tc^2.5/Pc; b= *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

32 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?

33 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)')

34 Grafik 13

35 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

36 Çözüm 14 A=3.33; B=13.148; C=5639.5; D=1.077; E=5.44e-4; F=1.125e-7; Ts=( )/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')

37 Grafik 14

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

39 Çözüm 15 Xe=0:.1:1; Xw=1-Xe; for m=1:11 for T=273.15:.01:450; Pe=exp( /(T-50.5)); % Etanol buhar basıncı Pw=exp( /(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-*')

40 Grafik 15

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