Ingeniería computacional

Nombre: Ángela Abad López.
Código: 2120842.
Asignatura: Ingeniería computacional.
Profesor: José Miguel Berrio.
Grupo: O1
Institución: Universidad Industrial de Santander- Escuela de Ingeniería Química.
Fecha: 04 de Septiembre de 2014.

Taller #5
 El primer punto se debe resolver usando fortran y el segundo punto usando
Aspen Plus.
,

,

,
(

,

,

)

) a los cuales operaria el reactor CSTRmodelado
1. Halle los valores de (
en clase, a partir de las siguientes datos iniciales.
Repita
el procedimiento anterior para
,
analice los
resultados. Varíe al menos otra variable de operación y explique de qué forma
se afecta los puntos de estabilidad.
 Para los balances, se emplean las siguientes ecuaciones:

(

(

)

(

))

 Haciendo un programa en Fortran, para un estado estable, y variandola
temperatura, tenemos:

 Código:
double precision tao,Cao,Cp,Ua,Ta,a,E,dH,Ti,K,Ca1,primero,segundo,Ca2
integer t
OPEN (unit=13, file='RESULTADO.txt')
tao=1500 !Tiempo de retención [s]
Cao=35 !Concentración inicial [mol/l]
Cp=0.03 ![Kcal/mol*K]
Ua=0.0012 !Energía [Kcal/l*s*K]
Ta=293 ![K]
E=8000
dH=-40
Ti=298 !Temperatura inicial [K]
a=4000000
do t=200,800,1
K=a*exp(-(E/T))
Ca1=Cao/(1+(K*tao))!Balance molar
primero=(Cao*Cp*(Ti-T))/dH
segundo=(tao*Ua*(Ta-T))/dH
Ca2=Cao-(primero+segundo) !Balance de energía
write(13,*)T,Ca1,Ca2
end do
end

Variación de la concentración
(en función de la temperatura, y con t=1000 s)

10

Concentración [mol/l]

9
8
7

Balace molar

6
5
4
3
2
1
0

250

300

350

400
450
Temperatura [K]

500

550

600

Variación de la concentración
(en función de latemperatura, y t =1500 s)
10
9
Concentración [mol/l]

8
7

Balance molar

6

Balance de energía

5
4
3
2
1

0
250

300

350

400

Temperatura [K]

450

500

Variación de la concentración
(en función de la temperatura, y con t=2500 s)
10

Concentración [mol/l]

9
8
7
6

Balance molar

5
4
3

2
1
0
250

270

290

310

330

350
370
390
Temperatura[K]

410

430

450

470

490

ANÁLISIS DE LAS GRÁFICAS:

Seobserva que en cada una de las gráficas que existe más de una solución al
sistema; en cada punto el nivel de conversión es diferente así como la energía
presente en la temperatura, necesaria para que suceda.
El objetivo es buscar una conversión máxima sin dejar de lado la estabilidad
del sistema. En cada punto mostrado en la gráfica el sistema se encuentra
estable, sin embargo hay un punto másestable que otro.
En el punto más alto indica que se necesita poca temperatura pero tiene una
conversión baja, caso contrario al punto más bajo, el cual muestra conversión
completa o casi completa dependiendo del tiempo de retención, con un
requerimiento de temperatura alto. En el punto medio se alcanza cierta
conversión, entre la más baja y la más alta, a una temperatura no muy alta, sin
embargo sepuede analizar que se trata de un punto inestable ya que
cualquier perturbación el sistema no regresará al estado inicial y hará que el
sistema se mueva hacia uno de los otros puntos, a diferencia de los otros dos
puntos que cuando reciben una pequeña perturbación, el sistema siempre
regresará al estado inicial estable. El punto medio podría convertirse en un
punto estable si se llega a controlar lasdesviaciones que se puedan producir
en el reactor.

 Repitiendo el proceso una nueva variable a analizar:
 Concentración inicial con tiempo de residencia de 1500 s

Variación de la concentración
(en función de la temperatura, con Cao=20mol/l Y
τ=1500 s)
20

Concentración [mol/l]

18
16
14
12
10

Balance molar

8

Balance de energía

6
4
2
0
250

300

350

400
450
Temperatura [K]

500

550Variación de la concentración
(en función de la temperatura, con Cao=35 mol/l Y τ=1500)
35

Concentración [mol/l]

30
25
Balance molar

20
15
10
5
0
250

350

450

550
Temperatura [K]

650

750

600

ANÁLISIS DE LAS GRÁFICAS:

Con la segunda variable a analizar, las gráficas obtenidas para diferentes
concentraciones iniciales con el mismo tiempo de retención, podemos notar
que el sistema se vuelve...