Integración IV

2021

Profesor: Dr. Nicolás J. ScennaJTP: Dr. Néstor H. RodríguezAux. 1ra: Dr. Juan I. Manassaldi

INTEGRACION IV

• Se orienta al estudio de la ingeniería de procesosutilizando como herramientas el modelado deprocesos y su resolución mediante métodoscomputacionales apropiados.

• Tiene por objeto la simulación de procesosquímicos.

INTEGRACION IV

• Simulación:

• Simulación de un proceso químico:

Cálculo de balances de materia, energía y cantidad demovimiento de un proceso cuya estructura y datospreliminares de los equipos que lo componen, sonconocidos.

INTEGRACION IV

• Simuladores gratuito y/o abiertos: DWSIM, COCO,ChemSep (solo destilación), etc.

• Simuladores comerciales: HYSYS, ASPEN PLUS,PROSIM, CHEMCAD, UNISIM etc.

Introducción

• La simulación de procesos es una herramienta parael desarrollo, diseño y optimización de procesos enla industria química, petroquímica, farmacéutica, deproducción de energía, procesamiento de gases,ambiental, alimentaria, Etc.

• Proporciona una representación de las operacionesbásicas de un proceso utilizando modelosmatemáticos para las diferentes operacionesunitarias, asegurando que se mantengan losbalances de materia y energía.

Introducción

• El desarrollo de la simulación de procesos comenzóen la década de 1960, cuando el hardware ysoftware apropiado estuvo disponible y pudoconectar el notable conocimiento sobrepropiedades termodinámicas, equilibrios de fase,equilibrios de reacción, cinética de reacción con lasoperaciones unitarias particulares.

• Todos los simuladores tienen en común que soloson tan buenos como los modelos fisicoquímicos ylos correspondientes parámetros de los modelosdisponibles.

Importancia de la materia en la carrera

• En la actualidad, es indispensable el manejo desimuladores comerciales y herramientas avanzadasde optimización y diseño.

• El OBJETIVO de la materia es brindar lasherramientas que le permitan al alumno adquirirhabilidades suficientes para un adecuado planteode problemas (de diseño, optimización, simulación,diagnosis de fallas, entre otros), confeccionar unmodelo y hallar su solución mediante herramientascomputacionales.

Modelos

• Los modelos son construcciones abstractas querepresentan a un sistema real.

• Hipótesis: conjunto de decisiones que ajustan elmodelo a la realidad.

• Tipos de modelos:

• Teóricos (principios fisicoquímicos)• Experimentales (correlación, redes neuronales, etc)• Lineales• No lineales• Digitales (a través de algoritmos informáticos)• Analógicos

Modelos

hidraúlico

Circuito

Cv

PQ

/1

=

calor

transfdeoc

kTx

Tq

..Pr

/

=

eléctrico

Circuito

R

Vi =

Masa

hACm =

térmica

Energía

TmCpQ =

eléctrica

Energía

VCdQ =

Clasificación de las herramientas de simulación

• Según el tipo de proceso:❑Batch❑Continua

• Según el tiempo:

❑Estacionarias❑Dinámicas

• Variables que manejan:

❑Determinísticas❑Estocásticas❑Cualitativas o cuantitativas, continuas o discretas.

Simulación cualitativa vs. Simulación cuantitativa

Simulación

cualitativa

Simulación

cuantitativa

Relaciones causales y las tendencias temporales cualitativas de un sistema

Ej.: análisis de tendencias, supervisión y diagnosis de fallas, control estadístico de procesos

Comportamiento de un proceso a través de un modelo matemático. Resolución de balances de materia, energía y cantidad de movimiento, junto a las ecuaciones de restricción (funcionales y operacionales)

Inserción de la materia en la carrera

Tiene por objeto integrar los conocimientos adquiridos previamente, con otros impartidos en paralelo con dictado de esta asignatura.

Regularidad y Aprobación Directa

• Regularidad

✓ Asistencia a clases.

✓Aprobar los trabajos prácticos.

• Aprobación Directa

✓ Cumplir con los requisitos de regularidad.

✓Aprobar los dos parciales (solo se puedeacceder a un recuperatorio).

Integración IV

• ContactosDr. Nicolas J. Scenna (nscenna@yahoo.com.ar)

Dr. Nestor H. Rodriguez (nestorhugo_r@yahoo.com)

Dr. Juan I. Manassaldi (jmanassaldi@frro.utn.edu.ar)

• Sitio Web

https://www.modeladoeningenieria.edu.ar/

Integración IV

Modelado, Simulación y Optimización de Procesos Químicos