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

1- Đặt vấn đề

2- Thực hiện bằng MT (Excel)

3- Ứng dụng trong 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

1 ĐẶT VẤN ĐỀ:

•Trong Công nghệ Hóa học – Sinh học – Thực phẩm thường cần

NC một đối tượng:

- Phụ thuộc vào một số yếu tố: nồng độ, nhiệt độ, độ pH …,

- Bản chất (qui luật) quá trình xảy ra chưa được biết rõ;

- Ngoài ra, nó còn chịu tác động của nhiễu (biến ngẫu nhiên);

XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM

BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU

•xi

•xj  i = const



y

1 ĐẶT VẤN ĐỀ:

Ngoài ra cũng biết dạng quan hệ giữa:

- Các yếu tố ảnh hưởng (đầu vào);

- Mục tiêu (đầu ra);

- Dưới dạng hàm số: R = kC n

, 0



S m

S m

C K

C R

R





XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM

BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ:

Xác định quan hệ giữa:

- Các yếu tố ảnh hưởng (đầu vào): đo được và điều chỉnh được;

- Mục tiêu (đầu ra): đo được và không điều chỉnh được;

- Nhiễu (biến ngẫu nhiên): không đo và không điều chỉnh được;

- Thay đổi luân phiên từng biến đầu vào x k , đo đáp ứng đầu ra y

XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM

BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ:

0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0

•Tìm hàm f(x) mô tả bảng số liệu bằng phương pháp bình phương

cực tiểu

(*)

XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM

BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU

Yêu cầu:

a) Xắp xếp x tăng dần (cách đều);

b) Các số liệu y i được đo đạc độc lập;

c) tuân theo luật phân phối chuẩn;

d) Các giá trị y i được tiến hành với cùng độ chính xác: dụng cụ đo

PP đo

1.1 PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU:

XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM

BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU

Mục tiêu phương pháp này là tổng bình phương độ lệch của y i với hàm số được chọn là nhỏ nhất, tức thảo mãn điều kiện (*)

1.1 PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU:

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:

Bước 1: tuyến tính hóa f(x);

Bước 2:.Xác định các hệ số a 0 , a 1 của hàm;

Bước 3: xác định các tham số từ a 0 và a 1 ;

Xác định tham số thực nghiệm:

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);

XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM

BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU

TUYẾN TÍNH HÓA HÀM PHI TUYẾN:

Giả sử hàm hồi qui có dạng mũ: b

x y



 ˆ

a bX

a x

b y

Y  lg ˆ  lg  lg  

a bX

a x

b y

Y   1   

ˆ 1

B A

B

C

C k

C

C C

, 0



Phản ứng xúc tác men:

Xác định các hệ số mô hình truyền nhiệt và truyền khối:

1 5

m

R S

R

K R

1 1

1





n m

A

Nu  Re Pr lg Nu  lg A  m lg Re  n lg Pr

Bước 2:.Xác định các hệ số a 0 , a 1 của hàm: dùng LINEST();

A = (X T X) 1 (X T Y);

add trendline giải phương trình:

XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM

BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU

a

S

1

2 1

0 1

,

02

,

1

1 0

1

1 0

1

1 0

0

1 0

n

i

i i

n

i

i i

x a a

y a

a a S

x a a

y a

a a S

1

2 2

2 0

.

.

x x

y x y

x a

x x

y x x x

y a

Bước 2:.Xác định các hệ số a 0 , a 1 của hàm: dùng LINEST();

A = (X T X) 1 (X T Y);

add trendline giải phương trình:

XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM

BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU

a

S

1

2 1

0 1

,

02

,

1

1 0

1

1 0

1

1 0

0

1 0

n

i

i i

n

i

i i

x a a

y a

a a S

x a a

y a

a a S

1

2 2

2 0

.

.

x x

y x y

x a

x x

y x x x

y a

Bước 3: xác định các tham số từ a 0 và a 1 :

tùy theo bài toán;

XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM

BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU

Xác định các thông số động học phản ứng xúc tác men quá trình len men sữa chua theo bảng số liệu sau:

Nồng độ 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 các thông số động học phản ứng xúc tác men quá trình len men sữa chua theo bảng số liệu sau:

Xác định hằng số Michaelis - Menten:

, 0

n



1 5

Xác định trở lực bã lọc và vách lọc

F

V q

q p

R q

Xác định trở lực bã lọc và vách lọc