Reaktor batch merupakan
reactor yang digunakan dengan sekali tempuh, atau tidak ada input massa masuk
atau keluar sampai akhir reaksi. Kecepatan proses biasanya di ukur dengan
kecepatan konsumsi dari umpan.
Apabila kecepatan
reaksi -rA definisikan
sebagai:
Maka pesamaan diffrensialnya menjadi:
Dengan:
k = 0,01
K =1.03
CA0 = 0,5
mol/L
Maka konsentrasi A
setiap waktu dapat ditentukan dnegan menyelesaikan persamaan diffrensial
tersebut.
Penyelesaian
Buat file run_batch1
pada teks editor.
function run_rbatch1
clc,clear
tspan=[0:1:10]
%interval waktu dari 0 sampai 10 dengan increment 1
%eksekusi persamaan
differensial
[t,Ca]=ode45(@rbatch,tspan,0.5);
[t,Ca] %untuk
menampilkan t danCa dalam baris yang sama
plot(t,Ca(:,1),'-ob')
title('perubahan
konsentrasi terhadap waktu')
xlabel('waktu(menit)')
ylabel('konsentrasi')
%-----------------------------------------------------------------------
function
dcdt=rbatch(t,Ca)
%ntuk menghitung fungsi
ruas kanan dari persamaan neraca massa reaktor batch
dcdt=-(0.1*Ca/(1.03+Ca));
dcdt=dcdt';
setelah itu simpan dan
run file tersebut, maka akan didaptkan hasil seperti berikut.
ans =
0
0.5000
1.0000
0.4680
2.0000
0.4375
3.0000
0.4084
4.0000
0.3807
5.0000
0.3544
6.0000
0.3295
7.0000
0.3059
8.0000
0.2837
9.0000
0.2627
10.0000
0.2430
Kasus kedua:
Missal harga k
tergantung temperatur mengikuti persamaan arhenius :
Reaksi berlangsung
eksotermis dnegan ∆H=432 KJ/mol pada reaksi berlangsung pada suhu 500 K, maka
persamaan neraca massa dan energy pada reasi tersebut yaitu:
Dengan:
ρ = 1000 kg/m3
Cp = 4,3
KJ/Kg
Penyelesaian
Buat file run_rbatch2
di teks editor.
function run_batch2
clc,clear
[t,Y]=ode23(@rbatch_2,[0
50],[0.5 500])
[t Y]
plot(t,Y(:,1),'-+r')
title('konsentrasi
dalam rekator')
xlabel('waktu (min)')
ylabel('Ca(mol/L)')
pause
plot(t,Y(:,2),'-ob')
title('suhu dalam
reaktor')
xlabel('waktu (min)')
ylabel('T(L)')
%---------------------------------------------
function
dcdt=rbatch_2(t,Y)
%menghitung fngsu ruas
kana dari persamaan neraca massa reakor
Ca=Y(1);
T=Y(2);
dcdt(1)=-1E8*exp(-95000/(8.314*T))*Ca/(1.03+Ca);
dcdt(2)=1E8*exp(-95000/(8.314*T))*Ca/(1.03+Ca)*(432*1000)/(1000*4.3);
dcdt=dcdt'
jika sudah klik run,
maka akan dihasilnya sebagai berikut:
ans =
0
0.5000 500.0000
0.0378
0.4999 500.0147
0.0944
0.4996 500.0369
0.1793
0.4993 500.0701
0.3068
0.4988 500.1200
0.4979
0.4981 500.1949
0.7847
0.4969 500.3077
1.2147
0.4952 500.4777
1.8599
0.4927 500.7344
2.8275
0.4888 501.1235
4.2791
0.4829 501.7162
6.4564
0.4739 502.6264
9.7223
0.4598 504.0414
14.6212
0.4375 506.2826
19.6212
0.4131 508.7283
24.6212
0.3871 511.3463
29.6212
0.3592 514.1474
34.6212
0.3294 517.1380
39.6212
0.2978 520.3163
44.6212
0.2644 523.6668
49.6212
0.2297 527.1523
50.0000
0.2271 527.4201
0 Komentar