Tarea final de control de procesos

TAREA CONTROL DE PROCESOS
UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO
ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA

1. (70%) El tanque con agitación que se ilustra en la Figura se utiliza para calentar una
corriente en proceso,de manera que se logre una composición uniforme de los
componentes premezclados. El control de temperatura es importante, porque con una alta
temperatura se tiende a descomponer el producto,mientras que, con una temperatura baja,
la mezcla resulta incompleta. El tanque se calienta mediante el vapor que se condensa en un
serpentín; se utiliza un controlador proporcional-integral-derivativo(PID) para controlar la
temperatura en el tanque, mediante el manejo de la posición de la válvula de vapor. Se
desea obtener el diagrama de bloques completo y la ecuación característica del circuitopara
los siguientes datos de diseño:
Proceso
La densidad de la alimentación ρ es de 68.lb/pies3, y la capacidad calorífica Cp es de 0.80
Btu/lbºF. En el reactor se mantiene constante el .volumen Vbe liquido a 120 pies3. El
serpentín consta de 240 pies de tubo de acero de 4 pulgadas, calibre 40, con un peso de 10.8
lb/pie, capacidad calorífica de 0.12 .Btu/lbºF y diámetro externo de.7.500pulgada, el
coeficiente total de transferencia de calor, U, se estima que es de 2.1 Btu/min pieºF, con
base en el área externa del serpentín. El vapor de que se dispone está, saturado a una
presión de30 psia; se puede suponer que el calor potencial de condensación λ es constante,
con un valor de 966 Btu/lb.
Condiciones de diseño
En las condiciones de diseño, el flujo de alimentación f es de 15pies3/min, a una
temperatura Ti de 100 ºF. El contenido del tanque se debe mantener a una temperatura T de
1500 ºF. Las posibles perturbaciones son cambios en la tasa de alimentación y en latemperatura.
Sensor y transmisor de temperatura
El sensor de temperatura se calibra para un rango de 100 a 200°F y una constante de tiempo
τt de 0.75 min.
Válvula de control
La válvula de control se...