PROYECTO NÚMERO UNO DE INGENIERÍA COMPUTACIONAL

PROYECTO NÚMERO UNO DE INGENIERÍA COMPUTACIONAL

MODELAMIENTO DE PROCESOS QUÍMICOS

Presentado por:

Diana Marleiby Parra Mecón

Presentado a:

Gustavo Ramirez

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

BUCARAMANGA

2017

PROYECTO NÚMERO UNO DE INGENIERÍA COMPUTACIONAL

1. Un tanque agitado usado para procesos de mezcla a nivel constante de  es usado para mezclar dos Corrientes cuyas densidades son aproximadamente 900 .  La densidad no cambia durante el mezclado.[pic 1][pic 2]

[pic 3]

1. Cuál es el estado estable de ?[pic 4]
2. Suponga que cambia súbitamente de  a  y se mantiene en el nuevo valor.[pic 5][pic 6][pic 7]

Determine la expresión de  y grafíquela.[pic 8]

1. Repita la parte b) para el caso donde  cambia subitamente de  a  y se mantiene en ese valor.[pic 9][pic 10][pic 11]
2. Haga un programa en Scilab donde se obtenga el resultado del punto a) y obtenga del punto b)-c) para graficar. Adjunte el algoritmo.

[pic 12]

SOLUCIÓN

1. Considerando que el sistema está en estado estable:

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

EN SCILAB 6.0.0 CONSOLE

Hallando M:[pic 17]

[pic 18][pic 19]

[pic 20]

1. .[pic 21]

Entonces estamos hablando de un sistema inestable.

[pic 22]

[pic 23]

Del balance de masa sabemos que:

[pic 24]

Reemplazando…

[pic 25]

[pic 26]

[pic 27]

[pic 28]

Reemplazando valores:

[pic 29]

[pic 30]

[pic 31]

[pic 32]

[pic 33]

CONDICIONES INICIALES

t=0 ----→ x=0,5 Para hallar c

 [pic 34]

Entonces, quedaría la ecuación así:     [pic 35]

[pic 36]

EN SCILAB 6.0.0 CONSOLE

[pic 37]

[pic 38]

[pic 39]

1. [pic 40]

EN SCILAB 6.0.0 CONSOLE

[pic 41]

[pic 42]

[pic 43]

1. PUNTO B Y PUNTO C / COMPARACIÓN

[pic 44]

[pic 45]

[pic 46]

[pic 47]

1. Un proceso de calentamiento de un tanque agitado es modelado. Las condiciones de operación y diseño son las siguientes:

[pic 48]

• Los valores de  y  son:[pic 49][pic 50]

[pic 51]

Haciendo un programa en Scilab:

1. Calcule el valor de la temperatura en estado estable. [pic 52]
2. Asuma que el proceso está en estado estable a las condiciones de la parte a). Calcule la respuesta, , para un cambio súbito en  de 5000 a 5400. Grafique la temperatura de respuesta.[pic 53][pic 54][pic 55]

1. La temperatura en estado estable.

BALANCE DE ENERGÍA

[pic 56]

En estado estable

[pic 57]

Despejando T (Temperatura)

[pic 58]

Reemplazando valores

[pic 59]

[pic 60]

[pic 61]

EN SCILAB 6.0.0 CONSOLE

[pic 62]

[pic 63]

1. Cambio súbito  de 5000 a 5400.[pic 64][pic 65]

[pic 66]

[pic 67]

[pic 68]

[pic 69]

[pic 70]

EN SCILAB 6.0.0 CONSOLE[pic 71]

[pic 72][pic 73]

1. Se lleva a cabo la licuefacción del propano.  El proceso empieza con vapor de propano a condiciones ambientales (298K, flujo másico de 1Kg/min y 1 bar), después este vapor es comprimido hasta 15 bar (usar compresor: compr), enfriado de vuela a 298K (usar intercambiador: heater), expandido por medio de una válvula adiabática a 1bar (usar válvula: valve) y las resultantes corrientes de gas y líquido son separadas (usar un destilador flash: Flash2).  Debido a que durante el proceso el propano no se comporta como un gas ideal, se usará la ecuación de estado Pen-Robinson. El compresor es totalmente eficiente y es isotrópico. El destilador flash opera a una presión de 1 bar y adiabáticamente.

1. Calcule el trabajo neto requerido por el compresor
2. Calcule la cantidad de energía necesaria para enfriar el propano
3. Recicle la corriente de gas de propano que sale del destilador flash y compare con el proceso anterior el trabajo neto requerido por el compresor y la cantidad de energía necesaria para enfriar el propano.

SOLUCIÓN

Para el desarrollo del problema se utilizará el programa ASPEN PLUS.

Antes de realizar el esquema hay que ingresar el componente con el que vamos a trabajar, en este caso es el propano, las unidades que vamos a trabajar en mi sistema, y especificar los valores de entrada.

[pic 74]

Licuefacción o licuación de los gases es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado gaseoso al líquido, por el aumento de presión (compresión isoterma) y la disminución de la temperatura (expansión adiabática), llegando a una sobrepresión elevada, hecho que diferencia a la licuefacción

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