Slayt 1

Report
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
•
•
•
•
•
•
•
>> T=373.15;
>> A=18.3036;
>> B=3816.44;
>> C= -46.13;
>> 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];
tf = 1.8.*tc + 32;
tr = tf + 459.69;
%Sıcaklığı dizi olarak tanımlarız.
t = [tc',tf',tr']
% ‘ işlemi satır matrislerini sütuna çevirir.
Çözüm 6 devam
t=0
15.0000
30.0000
45.0000
60.0000
75.0000
90.0000
32.0000 491.6900
59.0000 518.6900
86.0000 545.6900
113.0000 572.6900
140.0000 599.6900
167.0000 626.6900
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
0.1000 0.2223 0.1000 0.1000 0.1000
0.2000 0.4445 0.2000 0.2000 0.2000
0.3000 0.6668 0.3000 0.3000 0.3000
0.4000 0.8890 0.4000 0.4000 0.4000
0.5000 1.1113 0.5000 0.5000 0.5000
0.6000 1.3335 0.6000 0.6000 0.6000
0.7000 1.5558 0.7000 0.6999 0.7000
0.8000 1.7780 0.8000 0.7999 0.8000
0.9000 2.0003 0.9000 0.8999 0.9000
1.0000 2.2225 1.0000 0.9999 1.0000
0
0.1777
0.3554
0.5331
0.7107
0.8884
1.0661
1.2438
1.4215
1.5992
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
•
•
•
•
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
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
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
end
Temp(m)=T;
ye(m)=Ke*Xe(m);
plot(Xe,Temp,'k-+',ye,Temp,'k-*')
end
Grafik 15
Son
• Alıştırma soruları pdf dökümanına bakınız.
MATLAB For Chemical Engineer By Dr.Zaidoon M.

similar documents