GIAO TRINH mô PHỎNG và tối ưu hóa bản CHÍNH(1)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA-ĐHQG TP.HỒ CHÍ MINHKHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ GVHD: TS.HOÀNG NGỌC HÀ BÁO CÁO MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU HÓA ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN ĐỘ CHUYỂN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA-ĐHQG TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

GVHD: TS.HOÀNG NGỌC HÀ

BÁO CÁO MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU HÓA

ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN ĐỘ CHUYỂN HÓA

(Phản ứng không thuận nghịch bậc 1)

BÁO CÁO MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU HÓA ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN ĐỘ CHUYỂN HÓA

(Phản ứng không thuận nghịch bậc 1)

Thành viên nhóm:

1 Nguyễn Thị Thanh Hương 61101516

2 Dương Thắng 61103290

3 Lâm Hoài Anh 61100070

4 Trần Dạ Hảo 61101016

5 Nguyễn Văn Thanh 61103144

6 Huỳnh Linh 61101826

7 Đoàn Thành Diệu 61100521

8 Khổng Đại Thành 61103203

9 Nguyễn Đặng Hải Trung 61103870

10.Đặng Duy Toàn 61103676

06/12/2024 3

Bài toán.

Phản ứng pha lỏng không thuận nghịch bậc một được thực hiện trong bình khuấy trộn hoạt động ổn định Khối lượng riêng là 1,2 g/cm3, nhiệt dung riêng là 0,9 cal/g.oC

Lưu lượng nhập liệu là 200 cm3/s và thể tích bình là 10 lít Hằng

sô vận tốc phản ứng là: k=1,8.105e-12000/RT, s-1 với T là nhiệt độ, K Nhiệt phản ứng là Hr=-46000 cal/mol, nhập liệu có nồng độ ban đầu là CA0=5 mol/l và nhiệt độ là 20oC Tìm nhiệt độ phản ứng nhập liệu vào tối ưu để độ chuyển hóa phản ứng đạt cực đại, và khi đó, nhiệt độ cân bằng và độ chuyển hóa cân bằng của hệ là bao nhiêu? Chỉ ra khoảng nhiệt độ nhập liệu của hệ Mô phỏng quá trình bằng Matlab

Nội dung

1 Mô hình hóa

 Phương trình cân bằng vật chất

Phương trình cân bằng năng lượng

2 Matlab

Thuật toán, phương pháp giải

Ví dụ bài toán

Mô hình hóa

Mô hình hóa

• -Bình có thể tích V

• -Khối lượng riệng và nhiệt dung riêng của hỗn hợp phản ứng là không đổi trong quá trình phản ứng:

• -Chất lỏng được cấp vào bình với lưu lượng thể tích F0

• -Chất lỏng ra khỏi bình với lưu lượng thể tích F

• Giả sử F=F0 =const

• -Nhiệt độ của dòng cung cấp là T0

• -Nhiệt độ dòng trong thiết bị là T

1 Phương trình cân bằng vật chất:

Xét phản ứng bậc 1: A B (tốc độ k, s-1)

• -Dòng lưu chất A vào thiết bị: F0CA0

• -Dòng lưu chất A ra khỏi thiết bị: FCA

• -Tốc độ mất đi của A trong phản ứng: -kVCA

• -Tốc độ thay đổi của A trong thiết bị:

•

=> phương trình cân bằng vật chất cho cấu tử A: (1)

• Xét ở trạng thái dừng:

• Tại đó thiết bị có độ chuyển hóa:

Gọi là thời gian lưu

•

2 Phương trình cân bằng năng lượng Tổng quát:

• Với hệ đang xét:

• -Hệ không sinh công

• - Giả sử vận tốc các dòng vào và ra không lớn, thành phần năng lượng động năng có thể bỏ qua:

• -Độ chênh lệch của các dòng vào và ra không lớn, năng lượng thế năng là nhỏ

• -Không cung cấp nhiệt cho hệ :

• Thể tích riêng:

• Entropy (H) được định nghĩa:

• Đối với chất lỏng thành phần có thể bỏ qua so

với U:

(2)

• -Giả sử rằng etanpy của chất lỏng có thể được

biểu diển như tích của nhiệt độ tuyệt đối T và một nhiệt dung trung bình (là hằng số) Cp

• -Giả sử thêm rằng các khối lượng riêng là hằng số:

• -Q là nhiệt do phản ứng tỏa ra:

• (2) (*)

• (do )

• Xét tại điểm dừng

• -Tại đó hệ có độ chuyển hóa XA

• -Ta có phương trình thiết kế của bình khuấy

hoạt động ổn định ta có:

•

• -Từ (*) ta có:

• Như vậy.

• Và:

MATLAB

06/12/2024 19

CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI