Slide phương pháp số trong công nghệ hóa học chương 2

PHƢƠNG PHÁP SỐ TRONG CƠNG NGHỆ HĨA HỌC Mã học phần: CH3454 TS Nguyễn Đặng Bình Thành BM:Máy & TBCN Hóa chất Numerical Methods in Chemical Engineering CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt MUA BÀI THÍ NGHIỆM Lớp cử ngƣời (Lớp trƣởng) lên Bộ mơn Q trình thiết bị Tại C4-109 Thứ năm ngày 16 tháng năm 2012 Sáng 9h-11h30 Chiều 13h30-15h30 Gặp cô Hoa mua tài liệu 25.000/5 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng đơn giản: Vấn đề nội suy kỹ thuật hóa học Tại phải sử dụng nội suy tính tốn q trình CN Hóa học??? Các đường cong xây dựng từ??? CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng đơn giản: Vấn đề nội suy kỹ thuật hóa học Tính tốn? CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng đơn giản: Vấn đề nội suy kỹ thuật hóa học Các thuật tốn nội suy: Tuyến tính, Lagrance, Newton, … y Nhưng… yn Khơng có số liệu thực nghiệm!!! yk ys Đó là??? yk-1 Nội suy tuyến tính!!! y1 CuuDuongThanCong.com Giả thiết đƣờng cong nối hai điểm đƣờng thẳng x1 xk-1 xs xk xn https://fb.com/tailieudientucntt x Ứng dụng đơn giản: Vấn đề nội suy kỹ thuật hóa học Nội suy tuyến tính Phƣơng trình đƣờng thẳng qua hai điểm (xk-1,yk-1) (xk,yk): x xk xk xk 1 y yk yk yk 1 ys y yk xk xk xk-1 xs xk (xs xk ) yn yk ys yk-1 y1 CuuDuongThanCong.com yk yk x1 https://fb.com/tailieudientucntt xn x Ứng dụng đơn giản: Vấn đề nội suy kỹ thuật hóa học Nội suy tuyến tính Thuật tốn: Chỉ khoảng (xk-1,xk) chứa giá trị xs  giá trị k Đƣa giá trị k tìm đƣợc vào biểu thức nội suy tuyến tính ys yk CuuDuongThanCong.com yk xk yk xk (xs xk ) https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng đơn giản: Vấn đề nội suy kỹ thuật hóa học Nội suy tuyến tính Procedure NOSUY(xs:real;VAR ys:real;Y,X:mX); Begin k:=0; {so sánh xs với giá trị x1, …, xn} {Số vịng lặp khơng xác định!!!?} {Sử dụng cấu trúc:} {Repeat … Until While … End} Repeat k:=k+1; Until xs < x[k]; CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng đơn giản: Vấn đề nội suy kỹ thuật hóa học Nội suy tuyến tính Procedure NOSUY(xs:real;VAR ys:real;Y,X:mX); Begin k:=0; Repeat k:=k+1; Until xs < x[k]; {Ra khỏi vòng lặp tìm giá trị k} ys:=y[k-1]+(y[k]-y[k-1])*(xs-x[k-1]) /(x[k]-x[k-1]); End; CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng đơn giản: Vấn đề nội suy kỹ thuật hóa học Ví dụ 1: Cho hỗn hợp lỏng Bezne – Toluen, biết hàm lƣợng Benzen pha lỏng x = 0,4 (phần mol) Hãy xác định hàm lƣợng Benze pha trạng thái cân yCB = ? x = 0,4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng nội suy tính tốn số đĩa lý thuyết chiều cao tháp chƣng luyện Lƣợng lỏng xuống nhận nhiệt từ dòng bay phần cấu tử dễ bay Do đó: Trong pha đĩa có hàm lượng cấu tử dễ bay cao đĩa Truyền nhiệt chuyển khối đĩa CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng nội suy tính tốn số đĩa lý thuyết chiều cao tháp chƣng luyện Dòng nhiệt ngƣng tụ phần cấu tử khó bay Do đó: Trong pha lỏng đĩa có hàm lượng cấu tử khó bay cao đĩa Truyền nhiệt chuyển khối đĩa CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng nội suy tính tốn số đĩa lý thuyết chiều cao tháp chƣng luyện Đi từ đáy tháp đến đỉnh tháp làm lƣợng cấu tử dễ bay tăng dần ngƣng tụ cho sản phẩm đỉnh Đi từ đỉnh tháp xuống đáy tháp hàm lƣợng cấu tử khó bay tăng dần cho sản phẩm đáy CuuDuongThanCong.com Chưng luyện liên tục https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng nội suy tính tốn số đĩa lý thuyết chiều cao tháp chƣng luyện Xác định số đĩa lý thuyết phương pháp đồ thị (Phương pháp McCabe-Thiele) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng nội suy tính tốn số đĩa lý thuyết chiều cao tháp chƣng luyện Một đĩa lý thuyết Dữ liệu cân pha lấy từ thực nghiệm Đường cân xác định từ cân vật chất CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng nội suy tính tốn số đĩa lý thuyết chiều cao tháp chƣng luyện Các giả thiết: 1- Ẩn nhiệt hóa hai cấu tử số 2- Nhiệt lƣợng làm thay đổi nhiệt độ cấu tử tháp nhỏ so với ẩn nhiệt hóa 3- Hỗn hợp lỏng hai cấu tử hỗn hợp lý tƣởng 4- Không có trao đổi nhiệt với mơi trƣờng xung quanh 5- Áp suất làm việc số điểm tháp 6- Hỗn hợp dòng vào trạng thái bão hòa CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng nội suy tính tốn số đĩa lý thuyết chiều cao tháp chƣng luyện Đường làm việc đoạn luyện Với giả thiết nêu đường làm việc đoạn Đường làm chưng đoạn luyện đường việc đoạn thẳng chưng CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng nội suy tính tốn số đĩa lý thuyết chiều cao tháp chƣng luyện Phương trình đường làm việc Đoạn luyện: yL R R xP x R Đoạn chƣng: R yC F P R P x F R xw F, P,W: mol/h kmol/h R: Chỉ số hồi lƣu (-) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng nội suy tính tốn số đĩa lý thuyết chiều cao tháp chƣng luyện Chỉ số hồi lưu: Hồi lƣu hoàn toàn (Rmax) Vùng làm việc trình chưng luyện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng nội suy tính tốn số đĩa lý thuyết chiều cao tháp chƣng luyện Chỉ số hồi lưu: Hồi lƣu nhỏ (Rmin) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng nội suy tính tốn số đĩa lý thuyết chiều cao tháp chƣng luyện Xác định số đĩa lý thuyết phương pháp số Một đĩa lý thuyết CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng nội suy tính tốn số đĩa lý thuyết chiều cao tháp chƣng luyện Xác định số đĩa lý thuyết phương pháp số Thuật toán? Một đĩa lý thuyết ys:=xp Nội suy tìm xs Tìm ys qua phƣơng trình đƣờng làm việc Lặp lại xs xf Chú ý: Đối với đoạn luyện tính từ xp CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng nội suy tính toán số đĩa lý thuyết chiều cao tháp chƣng luyện Xác định số đĩa lý thuyết phương pháp số Thuật tốn? Một đĩa lý thuyết Tìm yf qua đƣờng làm việc ys:=yf Nội suy tìm xs Tìm ys qua đường làm việc xF Lặp lại xs xw Chú ý: Đối với đoạn luyện tính từ xf CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng nội suy tính tốn số đĩa lý thuyết chiều cao tháp chƣng luyện Chương trình (Đoạn luyện) … ys:=xp; NLTL:=0; Repeat NOISUY(ys,xs,X,Y); ys:=DLVL(xs); NLTL:=NLTL+1; Until xs