Modelagem da reação van der vusse
description
Transcript of Modelagem da reação van der vusse
MODELAGEM DA REAÇÃO VAN DER VUSSE
Agustinho Plucenio
Modelagem da reação Van der Vusse
k1 k2A---->B----> C,
k32A----->D
Modelo
crrcpcc
c
rcprrr
r
prr
rrr
r
rr
r
r
r
r
TTUAQcmdt
dT
TTcV
UA
c
hTT
V
q
dt
dT
cBkcAkcBV
q
dt
dcB
cAkcAkcAcAV
q
dt
dcA
1
0
21
2310
Modelo simplificado
cBkcAkcBV
q
dt
dcB
cAkcAkcAcAV
q
dt
dcA
r
r
r
r
21
2310
k1=5/6 min^-1k2=5/3 min^-1k3=1/6 mol/l.minF/V=4/7 min^´1Cao=10 mol/l
Processo de simulação:
1o. Passo:Determinar os regimes permanentesFazer dx/dt=0
Processo de simulação
1o. Passo:Determinar os regimes permanentesFazer dx/dt=0
ssssssr
r
ssssr
r
cBkcAkcBV
q
cAkcAkcAcAV
q
21
2310
0
0
Nesse momento pode ser interessante renomear as variáveis:Variáveis controladas x(1), x(2)….Variáveis manipuladas u(1),….
x(1)=cAx(2)=cBu=qr
ssssssr
ssssr
ss
xkxkxV
u
xkxkV
xcAu
22112
21311
10
0
0
ssss
ssss
dxx
cbxx
12
121 0
3
3
1
c
,
Vk
uca
kVuk
b
o
Resultados p/ Regime Permanente
2o Passo:Simulação dinâmica Determina as condições iniciais e o tempo de simulação.
As condições iniciais em geral são um ponto da relação em regime permanente.
Por exemplo: O ponto para uss=4 que fornece
x0 = [2.9985;1.116], vide gráfico.
O tempo de simulação pode ser o tempo de amostragem. Nesse caso os valores obtidos no final da simulação são as condições iniciais para a simulação seguinte…
Simulação dinâmica
Ts=2/40; % Tempo de amostragem [ minutos ] %Define um tempo de amostragemTsim=40; % Tempo de simulação [ minutos ] %Define um tempo de simulaçãoNsim=Tsim/Ts; % Número de amostras%Cria um vetor com entradasuv=[4*ones(Nsim/5);8*ones(Nsim/5);15*ones(Nsim/5);11*ones(Nsim/5);5*ones(Nsim/5)];Red=zeros(Nsim,4); % reserva espaço para os dadosx0 = [2.9985;1.116]; % estabelece as condições iniciais CITspan=[0,Ts]; % define o intervalo de simulação inicialue=uv(1); %define a entrada inicial de acordo com as CI.Red(1,:)=[0 ue x0(1) x0(2)]; % escreve a primeira linha da matriz de dadosfor k=2:Nsim Tspan=[Red(k-1,1) Red(k-1,1)+Ts]; x0=[Red(k-1,3);Red(k-1,4)]; ue=uv(k); [t x] = ode45(@(t,x) vdv_ode(t,x,ue),Tspan,x0); % Solve ODE passando a entrada ue [m,n]=size(x); Red(k,:)=[t(m) ue(1) x(m,1) x(m,2)]; endfiguresubplot(2,1,1),plot(Red(:,1),Red(:,4),'k'), xlabel('t'), ylabel('cb')title('cb x u')subplot(2,1,2),plot(Red(:,1),Red(:,2),'k'), xlabel('t'), ylabel('u')title('u')
Resultado da simulação dinâmica
Tarefa
• Apresentar a obtenção de um modelo matemático para um processo.
• Definir os estados do sistema, as variáveis manipuladas e as variáveis controladas.
• Apresentar a curva de regime permanente
• Apresentar o comportamento dinâmico para manipulações nas variáveis manipuladas