MODELOS MATEMATICOS PARA SIMULACION, Diapositivas de Química

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA SIMULACION DE PROCESOS QUIMICOS MODELOS MATEMÁTICOS EMPÍRICOS DE PROCESOS QUÍMICOS SEMANA 5 DOCENTE: Dra. Lidia Romero Iruri

PROBLEMA 1:

Considerar el tanque de liquido perfectamente mezclado

mostrado en la Fig. 1. hacia el cual entra liquido a un

caudal de F

0

(pies

3

/min. o m

3

/min.) y con una densidad de

r o

(lb

m

/ pies

3

o Kg./ m

3

). La retención volumétrica de

liquido en el tanque es V (pies

3

o m

3 ), y su densidad es r.

El flujo volumétrico desde el tanque es F , y la densidad de

la corriente de salida es la misma que la del contenido del

tanque.

densidad de la corriente de salida es la misma que la del

contenido del tanque.

BALANCE DE ENERGIA: No hay cambio de energía por lo que no hay balance de energía. BALANCE DE MATERIA: d(rV) /dt =F 0 r o

• F r rd(V) /dt =F 0 r o
• F r Suponiendo que r= r o= constante rd(V) /dt =F 0 r – F r rd(V) /dt =(F 0
• F) r

VARIABLES PARA EL SISTEMA:

ENTRADA : Fo

02 VARIABLES

SALIDA : h

ECUACIONES DE ESTADO:

(dV /dt) o (dh /dt) 01 ECUACION DE

ESTADO

GRADOS DE LIBERTAD: G.L =VARIABLES-

G. L=2-1 = 1 Los grados de libertad deben ser = 0, significa que falta una ecuación de control o un controlador PROBLEMA 2: dos tanques en serie o cascada

Suponiendo que: r= r 1 = r o constante BALANCE DE MATERIALES DEL TANQUE 1 d(V 1 ) /dt = (F 0

• F 1 )  (1) V 1 = Ah 1  (2)

Derivando la ecuación (2): dV 1 = A 1 dh 1  (4) Reemplazando (3) y (4) en (1) d(A 1 h 1 ) /dt = (F 0

• K 1 h 1 )

VARIABLES PARA EL SISTEMA:

ENTRADA : Fo, h

1

02 VARIABLES

SALIDA : h

1 y

h

2

ECUACIONES DE ESTADO:

(d h

1

/dt) y (d h

2

/dt) 02 ECUACION DE

ESTADO

G. L=2-2 = 0

Los grados de libertad deben ser =

0, significa que el sistema trabaja sin

controladores es estable.