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reactor csrt lazo de control oiasjioamsk
Tipo: Ejercicios
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
Presentado por: QUISPEALAYA LINDO, Leslie Wandalyn HUANCAYO – PERÚ 2023 Cátedra: AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS Catedrático: OSORIO LÓPEZ, Iván
REACTOR CSTR VARIABLES CONTROLABLES
Concentración del producto (CA) Flujo de entrada del reactante (Fe) Concentración de entrada del reactante (CAo) Variables:
Instrumentos Medidores de Composición: Un sensor de composición o también llamado sensor químico es un dispositivo que transforma información química en una señal analíticamente útil. Medidores de Temperatura: Termopares Sensores RTD: basa su funcionamiento en la resistencia del material del que está compuesto. PT100: es el sensor más adecuado, con un amplio rango de temperaturas, situadas entre los -200°C y los 850°c. Su nombre hace referencia a los 100 ohms que muestra a los 0°C. Sensores Infrarrojos: adecuados para realizar medidas de alto rendimiento de objetos y materiales inaccesibles o en movimiento.
A tener en cuenta: (^) La reacción es exotérmica, irreversible y de primer orden, del tipo , donde A es el reactante (reactivo limitante), B el producto. (^) La densidad y capacidad calorífica de la mezcla permanecen constantes, así como otras propiedades termodinámicas de reactante y producto. (^) Reactante y producto se encuentran en fase líquida. (^) El volumen de la mezcla es constante. (^) El volumen del refrigerante es constante durante la fase de enfriamiento. El volumen es constante:
∫ 𝑒(^ 𝑡)^ 𝑑𝑡 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 =𝑆𝑃 − 𝐶𝐴 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑔𝑟𝑎𝑙 → 𝑑𝑒𝑟𝑟𝑠𝑢𝑚 𝑑𝑡 =𝑆 𝑃 − 𝐶𝐴 El tipo de actuación del controlador será ACTUACIÓN INDIRECTA, porque, si disminuye la concentración del producto el flujo de la entrada debe aumentar y en caso la concentración aumenta el flujo de entrada debe disminuir.
Valores que asumimos: : Concentración inicial o de entrada del reactante = 1.5 mol/m^ : concentración de B al inicio = 0 mol/m^ k: constante cinética = 0.8 min^- V: volumen = 50 Litros Fe: flujo de entrada = 2.5 Litros/min t(0) : tiempo inicial = 0 min t(f) : tiempo inicial = 20 min PARA EL CONTROLADOR PI SP: set point = 0. Kc : ganancia proporcional = 5 Ti : tiempo integral = 0.
Balance de energía:
𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑐𝑖 ó 𝑛 𝑒𝑛𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎
=
𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔 í 𝑎
−
𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔 í 𝑎
𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑐𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜𝑜 𝑔𝑎𝑛𝑎𝑑𝑜
𝑑 (^) ( 𝜌 𝑉 𝐶𝑝 𝑇 (^) )
Donde: 𝑄 𝑅 =( − ∆ 𝐻 𝑅)^ 𝑉 ( 𝑡 ) (^) ( 𝑟 𝐴 )^ =( 𝜆 ( (^) 𝑇 ) )^ 𝑉 (𝑡 ) 𝑘 ( (^) 𝑇 ) 𝐶 𝐴 ( 𝑡 )
=𝜌 𝐹 (^) 𝑒 𝐶𝑝 𝑇 (^) 𝑜 − 𝜌 𝐹 𝐶𝑝 𝑇 + (^) ( 𝜆( 𝑇 ))^
𝑇 )^
Considerando
=𝜌 𝐹 (^) 𝑒 𝐶𝑝 ( 𝑇 (^) 𝑜 − 𝑇 (^) ) +( 𝜆( 𝑇 )^ )^
𝑇 )^
Donde: : Temperatura de alimentación : Temperatura del fluido refrigerante : Densidad de la mezcla reaccionante : Capacidad calorífica promedio de la mezcla reaccionante : Coeficiente de transferencia de calor : Área de transferencia de calor : Calor exotérmico de reacción
