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ECUACIONES DE DISEÑO POR EQUIPO

REACTOR PFR
La ecuación de conservación para un reactor PFR puede considerarse como:

La constante k es independiente de la concentración, pero depende de la temperatura. La constante está en función de la temperatura.

Donde
Ko: Es el factor pre exponencial.
E: Energía de activación.
R: constante de gas ideal.
T: Temperatura.
Ecuación dediseño

Dónde:
Ko: 1,21x10exp6 kmol /(m3 reactor h kpa).
E: 80,48 kJ/mol

Para la alimentación se usa para las velocidades de reacción:






Constante de equilibrio: Equilibrio es el que determina la conversión máxima de una determinada reacción.

La energía de Gibbs estándar de cada una de las especies está en la reacción.


Para ver el efecto que tiene la presión de equilibriose observa




MATRIZ



Estrategia
rC2H4 con la ecuación (3)
r1 con la ecuación (4)
r2 con la ecuación (5)
Ea ecuación (2)
T ecuación (6)
Variables de diseño PC2H4, PO2, PH2O, V, K, r2, Ea.

TORRE DE DESTILACION

Diámetro de una columna de destilación: En todo Equipo de Proceso donde exista el equilibrio Líquido – Vapor, la fase vapor es la que gobierna la transferenciade masa y energía, por lo tanto, en función a su velocidad de ascenso y la variación de temperatura que sufre en cada sección (entorno) de la torre, se puede determinar el diámetro requerido por la columna para que se logre el fraccionamiento deseado. Es importante destacar, que para cada sección de torre se puede determinar un diámetro óptimo, por lo tanto, es necesario realizar en cada plato dealimentación o salida lateral de la torre un balance por fase para conocer el flujo de vapor en toda la columna. El diámetro óptimo de una columna de destilación se determina a partir de la siguiente ecuación empírica:


Siendo:
D = diámetro de la columna (metros).
R = Constante universal de los gases
V = Caudal de vapor en la sección de la torre (Kmol/hora).
T = temperatura media delos vapores en la sección (K)
P = Presión absoluta media en la sección (Bar)
𝝁 = Velocidad del vapor en la sección (m/seg.)
La velocidad óptima del vapor se determina con la siguiente expresión.

Donde ρL y ρV son las densidades del líquido y del vapor en la sección de la torre analizada. K es un coeficiente que depende de la distancia entre los platos y la altura de cierre de líquido.Los valores aproximados de K son los siguientes:

Ecuaciones de kister para torres de destilación binaria con múltiples alimentaciones y salidas laterales:

Kister con el objetivo de dimensionar torres complejas a partir del método gráfico de Mccabe Thiele, desarrolló un conjunto de ecuaciones para torres complejas con Salidas Laterales o Múltiples Alimentaciones, que no son más que lasecuaciones generalizadas de los balances de materia para múltiples entornos de una torre. Las ecuaciones generalizadas son:




Estrategia
Vl con la ecuación (10)
V con la ecuación (1)
μ con la ecuación (2)
D con la ecuación (4)
V2 con la ecuación (15)
Variables de diseño = V, T, D, K, μ, ρL, ρV, P, Fk, Fi

INTERCAMBIADOR DE CALOR

Para pode hallar el Coeficiente detransferencia de calor total Consideremos la situación en la que el calor se transfiere del lado interior de un fluido, a través de un film sucio, a través de la pared del tubo, a través de otro film de fouling al fluido exterior a una To. Ai y Ao son respectivamente las áreas de superficie interior o exterior para transferencia de calor para una longitud dada de tubería. Para un tubo cilíndrico desnudo oplano:


La tasa de transferencia de calor entre el fluido en el interior del tubo y la superficie del interior del film de suciedad viene dado por una ecuación en la forma:

Donde el área es Ai y similarmente para el proceso convectivo exterior donde el área es Ao. Los valores de hi y ho tienen que ser calculados con las correlaciones apropiadas. En la mayoría de las superficies de...