caculo equilibrio liquido vapor

Información Tecnológica
Solución Matricial de Modelos para Cálculo de Equilibrio Líquido-Vapor
Vol. 19(3), 51-58 (2008)

Orejel-Pajarito

doi:10.1612/inf.tecnol.3936it.07

Solución Matricial de Modelos para Cálculo de Equilibrio
Líquido-Vapor
José F. Orejel-Pajarito y Raúl González-García
Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Centro de Investigación y Estudios de Posgrado,
Avda.Dr. Manuel Nava No. 6, 78210 San Luis Potosí, SLP-México
(fer_iqi@yahoo.com.mx, raulgg@uaslp.mx)

Resumen
El objetivo de este artículo es demostrar la viabilidad de utilizar modelos termodinámicos de
coeficientes de actividad (Wilson, NRTL, UNIQUAC) programados con matrices, en lugar de estar
programados con ciclos. Se determina la relación de equilibrio líquido-vapor de las mezclasMetanolEtanol-Benceno y Acetona-Cloroformo-Metanol representados en mapas de curvas de residuo y en
mapas de líneas de destilación. Para obtener resultados más confiables y conclusiones objetivas, el
estudio fue apoyado con el uso del diseño estadístico de experimentos. La programación con
matrices mostró ser mucho más rápida que el modelo cíclico convencional, independiente del tipo de
modelo decoeficiente de actividad usado.
Palabras clave: coeficiente de actividad, modelos termodinámicos, equilibrio liquido-vapor, matrices

Matrix Solution of Models to Calculate Liquid-Vapor
Equilibrium
Abstract
The objective of this paper is to show the viability of using thermodynamics models of activity
coefficients (Wilson, NRTL, UNIQUAC) programmed with matrixes, instead of being programmed
withcycles. The vapor-liquid equilibrium relation of mixtures Methanol-Ethanol-Benzene and
Acetone-Chloroform-Methanol, represented with residue curve maps and distillation lines maps, was
calculated. To obtain better solutions and objectives conclusions, the study was been supported with
statistical design of experiments. The matrix programming showed to be faster than the conventional
cyclicmodel, independent of the activity coefficient model used.
Keywords: activity coefficient matrix, thermodynamics models, vapor-liquid equilibrium, matrixes

Información Tecnológica Vol. - 19 Nº3 - 2008

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Solución Matricial de Modelos para Cálculo de Equilibrio Líquido-Vapor

Orejel-Pajarito

INTRODUCCIÓN
La experimentación tiene como fin, en muchos casos, desarrollar un procesorobusto, en el que las
variables externas lo afecten lo menos posible. Una manera de lograr conclusiones válidas y a la vez
objetivas de los experimentos, es realizando un Diseño Estadístico de Experimentos, el cual consiste
en planear la manera de hacer el experimento, para que así sea posible recabar la información
adecuada y concisa; más específicamente, el diseño experimental factorial, es unaestrategia en la
que las variables de entrada (factores) que intervienen en la experimentación, se hacen variar en
conjunto, permitiendo así obtener resultados y conclusiones fehacientes (Montgomery, 2004). El
diseño de experimentos se debe principalmente al trabajo de Sir Ronald A. Fisher entre 1920 y
1930, y fue él quien desarrolló las ideas para obtener los tres principios básicos deldiseño
experimental, los cuales son: La Aleatorización, La Realización de Replicas, y La Formación de
Bloques.
Las matrices aparecen por primera vez hacia el año 1850, introducidas por J. J. Silvestre. El
desarrollo inicial de la teoría se debe al matemático W. R. Hamilton en 1853. En 1858, A. Cayley
introduce la notación matricial como una forma abreviada de escribir un sistema de m ecuacioneslineales con n incógnitas. Las matrices se utilizan en el cálculo numérico, en la resolución de
sistemas de ecuaciones lineales, de las ecuaciones diferenciales y de las derivadas parciales;
presentados en la literatura (Kreider et al., 1971).Los modelos que representan la relación que existe
entre la fase líquida y vapor en el ELV, han sido ampliamente utilizados en la determinación analítica...