SEMINAR ẢNH HƯỞNG của NHIỆT độ đến độ CHUYỂN hóa (mô PHỎNG và tối ưu hóa)

BÁO CÁO MƠ PHỎNG VÀ TỐI ƯU HĨA ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN ĐỘ CHUYỂN HĨA (Phản ứng khơng thuận nghịch bậc 1) Bài toán Phản ứng pha lỏng không thuận nghịch bậc thực bình khuấy trộn hoạt động ổn định Khối lượng riêng 1,2 g/cm3, nhiệt dung riêng 0,9 cal/g.oC Lưu lượng nhập liệu 200 cm3/s thể tích bình 10 lít Hằng sơ vận tốc phản ứng là: k=1,8.105e-12000/RT, s-1 với T nhiệt độ, K Nhiệt phản ứng Hr=-46000 cal/mol, nhập liệu có nồng độ ban đầu CA0=5 mol/l nhiệt độ 20oC Tìm nhiệt độ phản ứng nhập liệu vào tối ưu để độ chuyển hóa phản ứng đạt cực đại, đó, nhiệt độ cân độ chuyển hóa cân hệ bao nhiêu? Chỉ khoảng nhiệt độ nhập liệu hệ Mơ q trình Matlab Nội dung Mơ hình hóa  Phương trình cân vật chất  Phương trình cân lượng Matlab  Thuật toán, phương pháp giải  Ví dụ tốn Mơ hình hóa Mơ hình hóa • -Bình tích V • -Khối lượng riệng nhiệt dung riêng hỗn hợp phản ứng khơng đổi q trình phản ứng: • • • • • -Chất lỏng cấp vào bình với lưu lượng thể tích F -Chất lỏng khỏi bình với lưu lượng thể tích F Giả sử F=F0=const -Nhiệt độ dòng cung cấp T -Nhiệt độ dòng thiết bị T Phương trình cân vật chất: •Xét  phản ứng bậc 1: A B (tốc độ k, s-1) • -Dịng lưu chất A vào thiết bị: F0CA0 • -Dịng lưu chất A khỏi thiết bị: FCA • -Tốc độ A phản ứng: -kVCA • -Tốc độ thay đổi A thiết bị: => phương trình cân vật chất cho cấu tử A: (1) • Xét trạng thái dừng: • Tại thiết bị có độ chuyển hóa: •   Gọi thời gian lưu Phương trình cân lượng Tổng quát: • Với hệ xét: • -Hệ không sinh công • - Giả sử vận tốc dịng vào khơng lớn, thành phần lượng động bỏ qua: • -Độ chênh lệch dịng vào khơng lớn, lượng nhỏ • -Khơng cung cấp nhiệt cho hệ : 10 11 • Thể tích riêng: • Entropy (H) định nghĩa: • Đối với chất lỏng thành phần với U: bỏ qua so (2) • -Giả sử etanpy chất lỏng biểu diển tích nhiệt độ tuyệt đối T nhiệt dung trung bình (là số) Cp 12 • -Giả sử thêm khối lượng riêng số: • -Q nhiệt phản ứng tỏa ra: • (2) (*) • (do ) • Xét điểm dừng • -Tại hệ có độ chuyển hóa XA • -Ta có phương trình thiết kế bình khuấy hoạt động ổn định ta có: • 13 • -Từ (*) ta có: • Với mt lưu lượng khối lượng dịng: 14 • Như • Và: 15 MATLAB 16 17 18 CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI 19 ... K Nhiệt phản ứng Hr=-46000 cal/mol, nhập liệu có nồng độ ban đầu CA0=5 mol/l nhiệt độ 20oC Tìm nhiệt độ phản ứng nhập liệu vào tối ưu để độ chuyển hóa phản ứng đạt cực đại, đó, nhiệt độ cân độ. .. bình với lưu lượng thể tích F Giả sử F=F0=const -Nhiệt độ dòng cung cấp T -Nhiệt độ dòng thiết bị T Phương trình cân vật chất: •Xét  phản ứng bậc 1: A B (tốc độ k, s-1) • -Dịng lưu chất A vào thiết... -Dịng lưu chất A khỏi thiết bị: FCA • -Tốc độ A phản ứng: -kVCA • -Tốc độ thay đổi A thiết bị: => phương trình cân vật chất cho cấu tử A: (1) • Xét trạng thái dừng: • Tại thiết bị có độ chuyển hóa: