Continuos modelos
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Este documento presenta tres ejemplos de modelos de procesos químicos: un reactor químico, una columna de destilación y un reactor biológico. Para cada modelo se describen las hipótesis, parámetros, ecuaciones matemáticas y puntos de operación posibles. Los modelos permiten simular y optimizar los procesos químicos.
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- 3. 5HDFWRU TXtPLFR +LSyWHVLV 0H]FOD SHUIHFWD 9ROXPHQ FRQVWDQWH 9DORUHV GH ORV SDUiPHWURV FWHV 3DUiPHWURV )9 WHV GH YHORFLGDG GH UHDFFLyQ .R ( (QWDOStD GH UHDFFLyQ ∆+ RHILFLHQWH GH WUDQVPLVLyQ GH FDORU 8 7HPSHUDWXUD GHO UHIULJHUDQWH 7 Tema II.3.- Ejemplos de Modelos M Simulación y Optimización de Procesos Químicos 3 © Dpto Informática y Automática. USAL 5HDFWRU TXtPLFR 0RGHOR ( GF $ (W ) = ) 9 (F$I (W )− F $ (W ))− N0H − 57 (W )F $ (W ) GW ( G7 (W ) = ) 9 (7 I (W )− 7 (W ))+ − ∆+ N0H− 57 (W )F $(W ) − 8$ (7 (W )− 7 M ) ρF GW 9ρF S S ∆ ∆ 3XQWRV GH RSHUDFLyQ ([LVWHQ GLYHUVRV SXQWRV GH HTXLOLEULR (VWDFLRQDULR
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- 5. ROXPQD GH GHVWLODFLyQ (YDOXDFLyQ GH ORV IOXMRV 6H FRQVLGHUD XQD RSHUDFLyQ GH GHVWLODFLyQ LGHDO ELQDULD Cvƒy‡r†v† Trƈƒ‚rĈrÃr‘v†‡rÈÃihyhprÃrÃyh†Ã s…hppv‚r†Ã€‚yh…r†ÃqrÃyh†Ãq‚†Ãsh†r† = I ([ ) → = α[ 1 + (α − 1)[ @‡hƒhÃqrÃhyv€r‡hpvy 8‚qr†hq‚… @‰hƒ‚…hq‚… 91) = 91) +1 + ) (1 − T) ) /1) = /1) −1 + ) T) 92 = /' + ' % = /16 −1 − 9UHERLOHU TrppvyÃ…rp‡vsvphq‚ /5 = /' 1 95 = 96 + ) ( − T ) ) TrppvyÃr€ƒ‚i…rpv€vr‡‚ / = 6 /5 + )T ) 96 = 9UHERLOHU 7hyhpr†ÃrÃyh‡‚†Ã³‚…€hyr†´ G0 [ = / −1 [ −1 + 9 +1 +1 − / [ − 9 GW L L L Tema II.3.- Ejemplos de Modelos L L L L L L L Simulación y Optimización de Procesos Químicos 5 © Dpto Informática y Automática. USAL ROXPQD GH GHVWLODFLyQ %DODQFHV G[1 1 (9 ( − [ )) = GW 0 ' 5 2 1 G[L 1 [/ [ + 9 − / [ − 9 ] L = 2 1) − 1 = GW 0 7 5 L −1 5 L +1 5 L 5 L G[1) 1 [/ [ + 9 + )]) − /6 [1) − 95 1) ] = GW 0 7 5 1) −1 6 1) +1 G[L 1 [/ [ + 9 − / [ − 9 ] L = 1) + 1 16 − 1 = GW 0 7 6 L −1 6 L +1 6 L 6 L G[16 1 = [/ [ − %[16 − 96 16 ] GW 0 % 6 16 −1 Tema II.3.- Ejemplos de Modelos Simulación y Optimización de Procesos Químicos 6 © Dpto Informática y Automática. USAL 3
- 6. 5HDFWRU ELROyJLFR 6H FRQVLGHUD XQ UHDFWRU [ [ U U ) iv‚€h†h †ˆ†‡…h‡‚ ‰ry‚pvqhqÃqrÃtrr…hpvyÃqrÃppyˆyh† ‰ry‚pvqhqÃqrÃp‚†ˆ€‚Ãqrƈ†‡…h‡‚ syˆw‚É‚yˆ€p‡…vp‚ G9[1 = )[ 1 GW 6H DSOLFD XQ EDODQFH GH FRPSRQHQWHV +LSyWHVLV TrÃqr†ƒ…rpvhÃryÃrsrp‡‚ÃqryÃihyhprÃqrà €h†h†Ãty‚ihy Trƈƒ‚rĈrÃyhÉry‚pvqhqÃqrà U p…rpv€vr‡‚Ãr†ÃqrÃyhÃs‚…€hà µ [ Gh†Ã‰ry‚pvqhqr†Ãr†‡iÃ…ryhpv‚hqh† ƒ‚…ÈhÃp‚†‡h‡rà Tema II.3.- Ejemplos de Modelos I − )[1 + 9U1 G9[2 = )[ 2 GW I − )[2 + 9U2 G[1 = (µ − ' )[ 1 GW G[2 = '([ − [ )− µ[1 2 2 GW I Simulación y Optimización de Procesos Químicos 7 © Dpto Informática y Automática. USAL 5HDFWRU ELROyJLFR RPSRUWDPLHQWR QR OLQHDO GHWHUPLQDGR SRU OD OH GH FUHFLPLHQWR µ= µ max [2 N P + [2 µ= µ max [2 2 N P + [2 + N1 [2 3UREOHPD GH LGHQWLILFDFLyQ GH ORV SDUiPHWURV ([LVWHQ GLIHUHQWHV SXQWRV GH RSHUDFLyQ :DVKRXW /DYDGR XDQGR QR H[LVWH SREODFLyQ GH FpOXODV µ ' 9HORFLGDG GH FUHFLPLHQWR LJXDO D OD 'LOXFLyQ Tema II.3.- Ejemplos de Modelos Simulación y Optimización de Procesos Químicos 8 © Dpto Informática y Automática. USAL 4