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liqiang0915

木蟲 (初入文壇)

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[求助] 哪位大神幫忙看一下MATLAB求解微分方程的問(wèn)題？已有1人參與

clear all
clc
global  L Ct Ac rhoB Cp H1 H2 U dt TJ U TJ  us E1 E2 R us
L = 4;                % 反應(yīng)管長(zhǎng), m
rhoB = 770;          % 催化劑堆積密度, kg/m3
rhog =691.82          % 液體混合物密度, kg/m3
CA0=4.136             % 2M1B摩爾流率, moles/hr
CB0=37.22          % 2M2B摩爾流率, moles/hr
CC0 = 41.36;             % MeOH摩爾流率, moles/hr
Cp = 131.33;             % 比熱, kJ/kmol K
U = 0.105;          % 傳熱系數(shù), kJ/m2 hr K
dt = 0.025;          % 管徑, m
TJ = 333.15;       % 冷卻溫度, K
T0 = 343.15;            % 物料進(jìn)口溫度(初始溫度), K
H1 = 33600;             % 反應(yīng)2M1B→T的反應(yīng)熱, kJ/kmol
H2 = 26800;          % 反應(yīng)2M2B→T的反應(yīng)熱, kJ/kmol
us = 3.11             % 空速，h-1

% 活化能, kJ/kmol
E1 =89830  ;
E2 =120010 ;

R = 8.314;          % 理想氣體常數(shù), kJ/kmol K

Ac = pi*(dt/2)^2;    % 反應(yīng)管的橫截面積, m2

[z, y] = ode45(@Equations, [0 L], [CA0 CB0 CC0 T0])
CA = y(:, 1);
CB = y(:, 2);
CC = y(:, 3);
xA = (CA0-CA)./CA0;          % A的轉(zhuǎn)化率
xB = (CB0-CB)./CB0;             % B的轉(zhuǎn)化率
xB = [0; xB]
xC = (CC0-CC)./CC0;             % C的轉(zhuǎn)化率
xC = [0; xC]

% 圖形輸出
plot(z, y(:, 4))       % 溫度分布
xlabel('z')
ylabel('T (K)')
figure
plot(z, xA, 'r-')    % 轉(zhuǎn)化率分布
xlabel('z')
ylabel('x_A')
figure
plot(z, CA, 'r-', z, CB, 'k--', z, CC, 'b:') % 濃度分布
xlabel('z')
ylabel('C_A, C_B, C_C')
legend('C_A', 'C_B', 'C_C')

function [rA, rB, rC, k1, k2,K1,K2] = Rates(y(1), y(2), y(3), T) % 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
global E1 E2 R CC0

% 速度常數(shù), kmol/kg catalyst hr
k1 = exp(-E1/(R*T) + 35.35);
k2 = exp(-E2/(R*T) + 42.47);
% 反應(yīng)平衡常數(shù)
K1= exp(-8.3881+4041.2/T);
K2= exp(-8.2473+3225.3/T);

% 反應(yīng)速度, kmol/kg catalyst hr

rA = -k1*CA*CC + k1/K1*(CC0-CC)       % 2M1B的消耗速率
rB = -k2*CB*CC + k2/K2*(CC0-CC);       % 2M2B的消耗速率
rC = -k1*CA*CC + k1/K1*(CC0-CC)-k2*CB*CC + k2/K2*(CC0-CC); % 甲醇的總反應(yīng)速度

function dydz = Equations(z, y)                      % 模型方程組
global Ct Ac rhoB Cp H1 H2 U dt TJ U
CA = y(1);                                  % A---2M1B
CB = y(2);                                  % B---2M2B
CC = y(3);                                  % C---MeOH
T = y(4);

% 反應(yīng)速度
[rA, rB, rC, k1, k2,K1,K2] = Rates(y(1), y(2), y(3), T)

% 物料平衡
dCAdz = rhoB*rA/us;
dCBdz = rhoB*rB/us;
dCCdz = rhoB*rC/us;

% 熱量衡算
dTdz = ( rhoB*((-H1*k1*y(1)*y(3))-(-H2*k2*y(2)*y(3)))-4*U*(T-TJ)/dt )/(us*rhog*Cp);
dydz = [dCAdz; dCBdz; dCCdz; dTdz];

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1樓 2014-02-17 16:13:25

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月只藍(lán)

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【答案】應(yīng)助回帖

感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1

圖形如附圖1。

CODE:

function test33

clear all;clc

L = 4;                  % 反應(yīng)管長(zhǎng), m

CA0=4.136;              % 2M1B摩爾流率, moles/hr

CB0=37.22  ;           % 2M2B摩爾流率, moles/hr

CC0 = 41.36;                  % MeOH摩爾流率, moles/hr

Cp = 131.33;                  % 比熱, kJ/kmol K

U = 0.105;                         % 傳熱系數(shù), kJ/m2 hr K

dt = 0.025;                    % 管徑, m  

TJ = 333.15;                      % 冷卻溫度, K

T0 = 343.15;  

[z, y] = ode45(@Equations,[0 L],[CA0 CB0 CC0 T0]);

[z y(:,1) y(:,2) y(:,3) ]

CA = y(:, 1);

CB = y(:, 2);

CC = y(:, 3);

xA = (CA0-CA)./CA0;                        % A的轉(zhuǎn)化率

xB = (CB0-CB)./CB0;                    % B的轉(zhuǎn)化率

xB = [0; xB];

xC = (CC0-CC)./CC0;                    % C的轉(zhuǎn)化率

xC = [0; xC];

% 圖形輸出

figure(1)

plot(z, y(:, 4))        % 溫度分布

xlabel('z')

ylabel('T (K)')

figure(2)

plot(z, xA, 'r-')       % 轉(zhuǎn)化率分布

xlabel('z')

ylabel('x_A')

figure(3)

plot(z, CA, 'ro-', z, CB, 'm>-', z, CC, 'b*-')    % 濃度分布

xlabel('z')

ylabel('C_A, C_B, C_C')

legend('C_A', 'C_B', 'C_C')

function dydz = Equations(z, y)

rhoB = 770;             % 催化劑堆積密度, kg/m3

rhog =691.82   ;         % 液體混合物密度, kg/m3

CA0=4.136;              % 2M1B摩爾流率, moles/hr

CB0=37.22  ;           % 2M2B摩爾流率, moles/hr

CC0 = 41.36;                  % MeOH摩爾流率, moles/hr

Cp = 131.33;                  % 比熱, kJ/kmol K

U = 0.105;                         % 傳熱系數(shù), kJ/m2 hr K

dt = 0.025;                    % 管徑, m  

TJ = 333.15;                      % 冷卻溫度, K

T0 = 343.15;                 % 物料進(jìn)口溫度(初始溫度), K 

H1 = 33600;                  % 反應(yīng)2M1B→T的反應(yīng)熱, kJ/kmol

H2 = 26800;             % 反應(yīng)2M2B→T的反應(yīng)熱, kJ/kmol

us = 3.11   ;            % 空速，h-1

% 活化能, kJ/kmol

E1 =89830  ;           

E2 =120010 ;                                       

R = 8.314;                      % 理想氣體常數(shù), kJ/kmol K

Ac = pi*(dt/2)^2;       % 反應(yīng)管的橫截面積, m2

CA = y(1);                                    % A---2M1B

CB = y(2);                                    % B---2M2B

CC = y(3);                                    % C---MeOH

T = y(4);

% 速度常數(shù), kmol/kg catalyst hr

k1 = exp(-E1/(R*T) + 35.35);

k2 = exp(-E2/(R*T) + 42.47);

% 反應(yīng)平衡常數(shù)

K1= exp(-8.3881+4041.2/T);

K2= exp(-8.2473+3225.3/T);

% 反應(yīng)速度, kmol/kg catalyst hr   

rA = -k1*CA*CC + k1/K1*(CC0-CC)  ;       % 2M1B的消耗速率

rB = -k2*CB*CC + k2/K2*(CC0-CC);        % 2M2B的消耗速率

rC = -k1*CA*CC + k1/K1*(CC0-CC)-k2*CB*CC + k2/K2*(CC0-CC);   % 甲醇的總反應(yīng)速度

                         % 模型方程組

% 反應(yīng)速度

% 物料平衡

dCAdz = rhoB*rA/us;

dCBdz = rhoB*rB/us;

dCCdz = rhoB*rC/us;

% 熱量衡算

dTdz = ( rhoB*((-H1*k1*y(1)*y(3))-(-H2*k2*y(2)*y(3)))-4*U*(T-TJ)/dt )/(us*rhog*Cp);

dydz = [dCAdz; dCBdz; dCCdz; dTdz];

附圖1.jpg

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2樓2014-02-17 21:02:13

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liqiang0915

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引用回帖:

2樓: Originally posted by 月只藍(lán) at 2014-02-17 21:02:13
圖形如附圖1。

function test33
clear all;clc
L = 4;                % 反應(yīng)管長(zhǎng), m
CA0=4.136;             % 2M1B摩爾流率, moles/hr
CB0=37.22  ;          % 2M2B摩爾流率, moles/hr
CC0 = 41.3 ...

算的時(shí)候還是出現(xiàn)錯(cuò)誤，煩勞您再看看。
??? Error using ==> feval
Undefined function or method 'Equations' for input arguments of type 'double'.

Error in ==> odearguments at 110
f0 = feval(ode,t0,y0,args{:}); % ODE15I sets args{1} to yp0.

Error in ==> ode45 at 173
[neq, tspan, ntspan, next, t0, tfinal, tdir, y0, f0, odeArgs, odeFcn, ...

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3樓2014-02-18 10:30:35

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liqiang0915: 金幣+50, ★★★★★最佳答案, 3Q 2014-02-18 15:18:45

引用回帖:

3樓: Originally posted by liqiang0915 at 2014-02-18 10:30:35
算的時(shí)候還是出現(xiàn)錯(cuò)誤，煩勞您再看看。
??? Error using ==> feval
Undefined function or method 'Equations' for input arguments of type 'double'.

Error in ==> odearguments at 110
f0 = feval( ...

我在二樓貼出的代碼，整體復(fù)制，粘貼進(jìn)一個(gè)m文件中，運(yùn)行。
我在上午11點(diǎn)左右測(cè)試，無(wú)錯(cuò)誤。

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4樓2014-02-18 11:07:41

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