100% tevredenheidsgarantie Direct beschikbaar na je betaling Lees online óf als PDF Geen vaste maandelijkse kosten 4.2 TrustPilot
logo-home
Overig

Dale E. Seborg , Thomas Edgar - Process Dynamics and Control, 4th Edition Solution Manual

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
570
Geüpload op
04-02-2022
Geschreven in
2016/2017

A solution manual file for the Process Dynamics and Control, 4th Edition Book by Dale E. Seborg and Thomas Edgar

Instelling
Vak











Oeps! We kunnen je document nu niet laden. Probeer het nog eens of neem contact op met support.

Gekoppeld boek

Geschreven voor

Instelling
Vak

Documentinformatie

Geüpload op
4 februari 2022
Aantal pagina's
570
Geschreven in
2016/2017
Type
Overig
Persoon
Onbekend

Onderwerpen

Voorbeeld van de inhoud

Chapter 2


2.1


a) Overall mass balance:

d (ρV )
= w1 + w2 − w3 (1)
dt

Energy balance:

d ρV (T3 − Tref ) 
C = w1C (T1 − Tref ) + w2C (T2 − Tref )
dt (2)
− w3C (T3 − Tref )
Because ρ = constant and V = V = constant, Eq. 1 becomes:

w3 = w1 + w2 (3)

b) From Eq. 2, substituting Eq. 3

d (T3 − Tref ) dT
ρCV = ρCV 3= w1C (T1 − Tref ) + w2C (T2 − Tref )
dt dt (4)
− ( w1 + w2 ) C (T3 − Tref )

Constants C and Tref can be cancelled:

dT3
ρV = w1T1 + w2T2 − ( w1 + w2 )T3 (5)
dt

The simplified model now consists only of Eq. 5.




Solution Manual for Process Dynamics and Control, 4th edition
Copyright © 2016 by Dale E. Seborg, Thomas F. Edgar, Duncan A. Mellichamp,
and Francis J. Doyle III


2-1

, Degrees of freedom for the simplified model:

Parameters : ρ, V

Variables : w1, w2, T1, T2, T3
NE = 1
NV = 5

Thus, NF = 5 – 1 = 4

Because w1, w2, T1 and T2 are determined by upstream units, we assume
they are known functions of time:

w1 = w1(t)
w2 = w2 (t)
T1 = T1(t)
T2 = T2(t)

Thus, NF is reduced to 0.



2.2


Energy balance:

d ρV (T − Tref ) 
Cp = wC p (Ti − Tref ) − wC p (T − Tref ) − UAs (T − Ta ) + Q
dt

Simplifying

dT
ρVC p = wC p Ti − wC p T − UAs (T − Ta ) + Q
dt
dT
ρVC p = wC p (Ti − T ) − UAs (T − Ta ) + Q
dt


b) T increases if Ti increases and vice versa.

T decreases if w increases and vice versa if (Ti – T) < 0. In other words, if
Q > UAs(T-Ta), the contents are heated, and T >Ti.




2-2

,2.3


a) Mass Balances:

dh1
ρA1 = w1 − w2 − w3 (1)
dt

dh2
ρA2 = w2 (2)
dt

Flow relations:

Let P1 be the pressure at the bottom of tank 1.

Let P2 be the pressure at the bottom of tank 2.

Let Pa be the ambient pressure.

P1 − P2 ρg
Then w2 = = (h1 − h2 ) (3)
R2 g c R2

P1 − Pa ρg
w3 = = h1 (4)
R3 g c R3

b) Seven parameters: ρ, A1, A2, g, gc, R2, R3

Five variables : h1, h2, w1, w2, w3

Four equations

Thus NF = 5 – 4 = 1

1 input = w1 (specified function of time)
4 outputs = h1, h2, w2, w3




2-3

, 2.4


Assume constant liquid density, ρ . The mass balance for the tank is

d (ρAh + m g )
= ρ(qi − q )
dt

Because ρ, A, and mg are constant, this equation becomes

dh
A = qi − q (1)
dt

The square-root relationship for flow through the control valve is

1/ 2
 ρgh 
q = C v  Pg + − Pa  (2)
 gc 

From the ideal gas law,

(m g / M ) RT
Pg = (3)
A( H − h)

where T is the absolute temperature of the gas.

Equation 1 gives the unsteady-state model upon substitution of q from Eq. 2 and
of Pg from Eq. 3:

1/ 2
dh  (mg / M ) RT ρ gh 
A = qi − Cv  + − Pa  (4)
dt  A( H − h) gc 

Because the model contains Pa, operation of the system is not independent of Pa.
For an open system Pg = Pa and Eq. 2 shows that the system is independent of Pa.




2-4
€12,58
Krijg toegang tot het volledige document:

100% tevredenheidsgarantie
Direct beschikbaar na je betaling
Lees online óf als PDF
Geen vaste maandelijkse kosten

Maak kennis met de verkoper
Seller avatar
christianpw

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
christianpw Universitas Gadjah Mada
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
0
Lid sinds
4 jaar
Aantal volgers
0
Documenten
9
Laatst verkocht
-

0,0

0 beoordelingen

5
0
4
0
3
0
2
0
1
0

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via Bancontact, iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo eenvoudig kan het zijn.”

Alisha Student

Veelgestelde vragen