Bài giảng Tin học trong công nghệ hóa học – thực phẩm - Chương: Khảo sát động học phản ứng - Trịnh Văn Dũng
KHAÛO SAÙT ÑOÄNG HOÏC PHAÛN ÖÙNG
1) Ñaët vaán ñeà
2) Thöïc hieän baèng Excel
3) ÖÙng duïng trong coâng ngheä Hoaù – Thöïc phaåm
4) Baøi taäp
KHAÛO SAÙT ÑOÄNG HOÏC PHAÛN ÖÙNG
1. Ñaët vaán ñeà
Khaûo saùt ñoäng hoïc:
1) Xaùc ñònh caùc tham soá ñoäng hoïc: baäc vaø haèng soá toác ñoä;
2) Xaùc ñònh bieán thieân noàng ñoä theo thôøi gian phaûn öùng;
3) Xaùc ñònh thôøi gian caàn ñeå ñaït söï bieán thieân naøo ñoù;
KHAÛO SAÙT ÑOÄNG HOÏC PHAÛN ÖÙNG
1. Ñaët vaán ñeà
Khaûo saùt ñoäng hoïc moät phaûn öùng ñôn giaûn daïng: A B
dC
n
A
A
kC
d
1,5
CH3CHO
R kC
CH3CHO CH4 + CO
C2 H4O
R kCN CH2,25CN1H,5
N2 + 3H2 2NH3
2
2
3
KHAÛO SAÙT ÑOÄNG HOÏC PHAÛN ÖÙNG
1. Ñaët vaán ñeà
Khaûo saùt ñoäng hoïc moät phaûn öùng ñôn giaûn daïng: A B
dC
n
A
A
kC
d
CH3COCH3 + HCN (CH3)3COHON
R k C C
k1C
R kC
1 HCN CH3COCH3
CH3 2 COHON
(C2H5)2O C2H6 + CH3CHO
C2H5OC2H5
CH3OH + CH3CHOHCOOH CH3CHOHCOH5 + H2O
R kC C
CH3OH CH3CHOHCOOH
KHAÛO SAÙT ÑOÄNG HOÏC PHAÛN ÖÙNG
1. Ñaët vaán ñeà
Khaûo saùt ñoäng hoïc moät phaûn öùng ñôn giaûn daïng: A B
dC
n
A
A
Phöông trình ñoäng hoïc:
kC
d
Baøi toaùn ñoäng hoïc caàn giaûi quyeát laø:
1. Baøi toaùn thuaän: xaùc ñònh haèng soá toác ñoä vaø baäc phaûn öùng
2. Baøi toaùn ngöôïc: Xaùc ñònh söï phuï thuoäc cuûa noàng ñoä vaøo thôøi
gian phaûn öùng ñeå xaùc ñònh:
a) Noàng ñoä sau khi tieán haønh phaûn öùng vôùi thôøi gian ;
b) Thôøi gian caàn tieán haønh ñeå giaûm noàng ñoä töø CA0 xuoáng CA;
KHAÛO SAÙT ÑOÄNG HOÏC PHAÛN ÖÙNG
1. Ñaët vaán ñeà
Khaûo saùt ñoäng hoïc moät phaûn öùng ñôn giaûn daïng: A B
dC
n
A
A
Phöông trình ñoäng hoïc:
kC
d
Baøi toaùn ñoäng hoïc: caàn giaûi phöông trình
heä phöông trình vi phaân
döôùi daïng: baøi toaùn Cosi
baøi toaùn bieân
BAØI TOAÙN COSI
Bài toán Côsi là gì?
Giải phương trình vi phân thường
điều kiện bổ xung được cho ở không quá một điểm
Bài toán Côsi gồm nhiều dạng:
-Với một phương trình vi phân thường;
-Với phương tình vi phân bậc cao;
-Với hệ phương trình vi phân thường;
BAØI TOAÙN COSI
•Bài toán Côsi đối với phương trình vi phân cấp 1 coù dạng:
'
Tìm hàm y = y(x) thỏa mãn phương trình:
giới hạn y(x0) = y0;
với điều kiện
y f x, y
•Bài toán Côsi đối với phương trình vi phân cấp 2 có dạng:
''
x,y,y'
Tìm hàm y = y(x) là nghiệm của phương trình:
điều kiện bổ xung y(x0) = y0; y’(x0) = z0; .
với hai
y f
•Bài toán Côsi đối với hệ phương trình vi phân cấp 1 cho dưới dạng:
'
Tìm nghiệm y = y(x) và z = z(x) của hệ phương trình: y f
x, y, z
'
z g
x, y, z
y
x0
y0
z0
với điều kiện bổ xung:
z
x0
1. Ñaët vaán ñeà:
•Cho phöông trình vi phaân thöôøng baäc 1:
•Khoaûng bieán thieân cuûa bieán
•
y' f
x, y
(1)
x
x0 , xn
vôùi böôùc h, ñieàu kieän ñaàu:
(2)
y
x0
y0
•Caàn tìm nghieäm daïng baûng tính giaù trò gaàn ñuùng:
•
y1,
x1,
y2, … , yn
x2, … , xn.
taïi
Caùc ñieåm xi = x0 + i.h goïi laø nuùt löôùi
h laø böôùc löôùi 0 < h < 1 ….
1. Ñaët vaán ñeà:
Coù nhieàu phöông phaùp giaûi baøi toaùn Cosi:
- Chuoãi Taylor;
- Phöông phaùp Euler;
- Euler caûi tieán;
- Phöông phaùp Runge-Kutta;
Phöông phaùp Runge-Kutta hay duøng trong kyù thuaät:
-Ñôn giaûn
-Ñoä chính xaùc cao
•Coù theå thöïc hieän ngay treân Excel.
3. Phöông phaùp Runge-Kutta:
y' f
x, y
(1)
•Cho phöông trình vi phaân thöôøng baäc 1:
x
x0 , xn
•Khoaûng bieán thieân cuûa bieán
•
vôùi böôùc h, ñieàu kieän ñaàu:
(2)
y
x0
y0
•Caàn tìm nghieäm daïng baûng tính giaù trò gaàn ñuùng:
•
y1, y2, … , yn
x1, x2, … , xn.
taïi
Caùc ñieåm xi = x0 + i.h goïi laø nuùt löôùi
h laø böôùc löôùi 0 < h < 1 ….
3. Phöông phaùp Runge-Kutta:
•Tính toaùn theo coâng thöùc
•
(3)
(4)
yi1 yi h xi , yi
1
xi , yi K1 2K2 2K3 K4
6
(5)
(6)
K1 f xi , yi
h h
K f x , y K
2
i
i
1
2 2
h h
(7)
(8)
K f x , y K
3
i
i
2
2 2
K4 f xi h, yi hK3
3. Phöông phaùp Runge-Kutta:
•Laäp baûng goàm: Coät A: x
•
•
•
•
•
•
Coät B: y tính theo (3)
Coät C: K1 tính theo (5)
Coät D: K2 tính theo (6)
Coät E: K3 tính theo (7)
Coät F: K4 tính theo (8)
Coät G: tính toång theo (4)
3. Phöông phaùp Runge-Kutta:
•Ví duï: Xaây döïng söï phuï thuoäc noàng ñoäc caùc chaát theo thôøi gian:
•
A B
•Moâ taû bôûi: R = kCn
A
•Vôùi k = 1,85.103 1/s; n = 0,43; CA0 = 1,5 kmol/m3.
3. Phöông phaùp Runge-Kutta:
•Ví duï: Xaây döïng söï phuï thuoäc noàng ñoäc caùc chaát theo thôøi gian:
•
A B
•Moâ taû bôûi: R = kCn
A
•Vôùi k = 1,85.103 1/s; n = 0,43; CA0 = 1,5 kmol/m3.
3. Phöông phaùp Runge-Kutta:
•Moâ taû bôûi: R = kCn
A
•Vôùi k = 1,85.103 1/s; n = 0,43; CA0 = 1,5 kmol/m3.
3. Phöông phaùp Runge-Kutta:
•Moâ taû bôûi: R = kCn
A
•Vôùi k = 1,85.103 1/s; n = 0,43; CA0 = 1,5 kmol/m3.
3. Phöông phaùp Runge-Kutta:
Haõy xaùc ñònh:
-Baäc phaûn öùng neáu bieát: C, ;
-Haèng soá toác ñoä neáu bieát: C, ;
-Thôøi gian neáu bieát: C;
-Noàng ñoä neáu bieát ;
Xaùc ñònh haèng soá toác ñoä neáu bieát: C, ;
Xaùc ñònh haèng soá toác ñoä neáu bieát: C, ;
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
500
1000
1500
2000
2500
Tải về để xem bản đầy đủ
29 trang
16600
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Tin học trong công nghệ hóa học – thực phẩm - Chương: Khảo sát động học phản ứng - Trịnh Văn Dũng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_tin_hoc_trong_cong_nghe_hoa_hoc_thuc_pham_chuong_k.pdf
