Xacdinhthamsomh Tin học ứng dụng trong công nghệ hóa học

Microsoft PowerPoint XacDinhThamSoMH ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA oOo TIN HOÏC TRONG COÂNG NGHEÄ HH – TP PGS TS TRÒNH VAÊN DUÕNG BOÄ MOÂN QT & TB COÂNG NGH[.]

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA _oOo _ TIN HỌC TRONG CÔNG NGHỆ HH – TP PGS TS TRỊNH VĂN DŨNG BỘ MÔN: QT & TB CÔNG NGHỆ HH – SH – TP XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU 1- Đặt vấn đề 2- Thực ng MT (Excel) 3- Ứng ng dụng ng Công nghệ Hóa – Thực phẩm – Sinh học 4- Bài tập XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU ĐẶT VẤN ĐỀ: •Trong Công nghệ Hóa học – Sinh học – Thực phẩm thường cần NC đối tượng: - Phụ thuộc vào số yếu tố: nồng độ, nhiệt độ, độ pH …, - Bản chất (qui luật) trình xảy chưa biết rõ; - Ngoài ra, chịu tác động nhiễu (biến ngẫu nhiên);  •xi •xj  i = const y XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU ĐẶT VẤN ĐỀ: Ngoài biết dạng quan hệ giữa: - Các yếu tố ảnh hưởng (đầu vào); - Mục tiêu (đầu ra); - Dưới dạng hàm số: R = kCn  = Aq2 + Bq Nu = ARemPrn  •xi •x2j  i = const CS R  Rm K m  CS  ,5 n 1   n  1k n C 0n 1 y XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU ĐẶT VẤN ĐỀ: Xác định quan hệ giữa: - Các yếu tố ảnh hưởng (đầu vào): đo điều chỉnh được; - Mục tiêu (đầu ra): đo không điều chỉnh được; - Nhiễu (biến ngẫu nhiên): không đo không điều chỉnh được; - Thay đổi luân phiên biến đầu vào xk, đo đáp ứng đầu y  •xi •x2j  i = const “Hộp đen” y XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU ĐẶT VẤN ĐỀ: Cho bảng số liệu thực nghiệm: xi yi, • xi tăng dần •Tìm hàm f(x) mô tả bảng số liệu phương pháp bình phương cực tiểu 0.70 N S    yi  f  xi , a0 , a1 ,  Min i 1 (*) 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU 1.1 PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU: Yêu cầu: a) Xắp xếp x tăng dần (cách đều); b) Các số liệu yi đo đạc độc lập; c) tuân theo luật phân phối chuẩn; d) Các giá trị yi tiến hành với độ xác: dụng cụ đo PP đo XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU 1.1 PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU: Mục tiêu phương pháp tổng bình phương độ lệch yi với hàm số chọn nhỏ nhất, tức thảo mãn điều kiện (*) N S    yi  f  xi , a0 , a1 ,  Min i 1 XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU 1.1 PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU: Xác định tham số thực nghiệm: Bước 1: tuyến tính hóa f(x); Bước 2:.Xác định hệ số a0, a1 hàm; Bước 3: xác định tham số từ a0 a1; XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU 1.1 PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU: Bước 1: tuyến tính hóa f(x); TUYẾN TÍNH HÓA HÀM PHI TUYẾN: Giả sử hàm hồi qui có dạng mũ: yˆ  ax b x yˆ  b  ax Y  lg yˆ  b lg x  lg a  bX  a hypecbon: Tuyến tính hoùa: 1 Y   b  a  bX  a yˆ x Phản ứng bậc 1: A  B Phương trình động học có dạng: R   dC A  k1C A d CB CB0  C B  C A k 2  ln Phản ứng bậc 2: A + B  C + D ln CA C A0 n 1  Thời gian bán hủy:  ,5  n  k n C 0n  lg 0,5 Phản ứng xúc tác men: 2n 1   lg  n  1lg C0 n  1kn Km 1   R Rm S Rm Xaùc định hệ số mô hình truyền nhiệt truyền khoái: Nu  A Re m Pr n lg Nu  lg A  m lg Re  n lg Pr XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU Bước 2:.Xác định hệ số a0, a1 hàm: dùng LINEST(); TX)1(XTY); A = (X n add trendline S a0 , a1    yi  a0  a1 xi  giải phương trình: i 1  n  S a0 , a1   2  yi  a0  a1 xi  0  a i 1   n   S a , a    2  yi  a0  a1 xi  0  a1 i 1  y.x  x x y a0   x2  x  x y  x y   a  2 x x  XAÙC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU Bước 2:.Xác định hệ số a0, a1 hàm: dùng LINEST(); TX)1(XTY); A = (X n add trendline S a0 , a1    yi  a0  a1 xi  giaûi phương trình: i 1  n  S a0 , a1   2  yi  a0  a1 xi  0  a i 1   n   S a , a    2  yi  a0  a1 xi  0  a1 i 1  y.x  x x y a0   x2  x  x y  x y   a  2 x x  XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU Bước 3: xác định tham số từ a0 a1: tùy theo toán; Xác định thông số động học phản ứng xúc tác men trình len men sữa chua theo bảng số liệu sau: Thời gian (ph) 50 100 150 200 250 300 Nồng ñộ lactose CS (mg/ml) 47.0 31.3 20.4 9.3 8.0 4.8 Vận tốc-R (g/gVSV.ph) 0.61 0.60 0.58 0.56 0.54 0.51 Xác định thông số động học phản ứng xúc tác men trình len men sữa chua theo bảng số liệu sau: Xác định hằn g số Michaelis - Menten: Nồng ñộ lactose CS Vận t ốc-R x = CS y = CS/R xy x2 X A= Kết quả: 47.0 31.3 20.4 9.3 0.61 0.60 0.58 0.56 47.0 31.3 20.4 9.3 77.0 52.1 35.2 16.5 3621.3 1627.6 718.2 153.1 2209.0 976.56 416.57 85.75 a0 y a1x 47.00 77.05 31.25 20.41 9.26 8.00 4.78 1.926 1.603 Rm = 1/a1= 52.08 35.19 16.54 14.81 9.37 8.0 0.54 8.0 14.8 118.5 64.00 a0 = 1.926 a1 = 1.603 0.624 mg/g.ph Km = Rm.a0 = 1.201 mg/Lít 4.8 0.51 4.8 9.4 44.8 22.85 Trung bình 20.12 34.17 1047.3 629.12 Xác định thông số động học phản öùng: NH3  N2 + H2 t = 900 0C p0.103, 0,5.10 , s mmHg 0,90 25 1,62 40 3,36 80 7,50 140 10,8 230  t = 1000 0C p0.103, 0,5.10 , s mmHg 0,48 60 1,02 130 1,62 270 t = 1100 0C p0.103, 0,5.10 , s mmHg 0,06 35 0,18 60 0,30 130 0,48 260 n 1 ,5 lg  ,   n 1 n  k n C n 1 1  lg  n  1lg C n  1k n Xaùc ñònh trở lực bã lọc vách lọc R bU R V q q    2p p V q F Xác định trở lực bã lọc vách lọc