UNIVERSIDAD NACIONAL JOS FAUSTINO SNCHEZ CARRINFACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y METALRGICAESCUELA ACADMICA PROFESIONAL INGENIERA QUMICA
SIMILACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS ANALISIS Y SIMULACION DE UNA BATERIA DE REACTORES CSTR CON CINETICA DE 1 Y 2 ORDEN
ALUMNO:FERNANDEZ GONZALES EDWIN ELADIO
PROFESOR:JOSE MANUEL JIMENEZ ESCOBEDO
HUACHO PER2015ENUNCIADO DEL PROBLEMAEn una batera de 3 reactores CSTR en serie, trabajan isotrmicamente, llevndose a cabo la reaccin siguiente:
Los volmenes en cada reactor se mantienen constantes y las dems condiciones de las corrientes segn lo indica el siguiente grfico:
Se pide hallar lo siguiente:a) El modelado matemtico del proceso, considerando rgimen permanente en cada reactor.b) Evaluar como varia la concentracin de CA en funcin de la alimentacin de entrada F0=10, 30, 50, de igual manera la concentracin del producto CP.c) Para los tems anteriores considere 1 y 2 orden.
CASO N 1 CINETICA DE 1 ORDENMODELADO MATEMTICOEl modelado matemtico se realizara partiendo de la ecuacin de la ley fundamental de la conservacin de la materia:
Primer Reactor:
Segundo Reactor:
Tercer Reactor:
SIMULACIN DEL MODELO MATEMTICOLa simulacin del Modelo se realizara utilizando el software Microsoft Excel, en el cual se resolver el modelo, utilizando el Mtodo de Gauss Jordn, debido a que el modelo matemtico obtenido es lineal.
Para la simulacin se utilizaran los siguientes Datos:Tabla N 1: Tabla de Datos para la SimulacinDATOSVALORUNIDAD
F010L/min
FR11L/min
FR22L/min
FR32L/min
Fs10L/min
k0.1min-1
CA01mol/L
V1100L
V250L
V350L
RESULTADOS:Tabla N 2: Resultados obtenidos de la SimulacinCASO N1 - ORDEN 1
N ReactorCACP
10.487326250.51267375
20.323793950.67620605
30.233851190.76614881
Variacin de CA y CP en funcin del flujo F0 para cada Reactor:
Tabla N 3: Variacin de las concentraciones en funcin de F0 para el Rx N1REACTOR N1
F0CACP
100.487326250.51267375
300.745200540.25479946
500.830974060.16902594
Tabla N 4: Variacin de las concentraciones en funcin de F0 para el Rx N2REACTOR N2
F0CACP
100.323793950.67620605
300.637043710.36295629
500.754457110.24554289
Tabla N 5: Variacin de las concentraciones en funcin de F0 para el Rx N3REACTOR N3
F0CACP
100.233851190.76614881
300.553222170.44677783
500.689417710.31058229
Grficos Obtenidos de la Evaluacin de las concentraciones en funcin de F0:
CASO N 2 CINETICA DE 2 ORDENMODELADO MATEMTICOAl igual que en el caso anterior, el modelado matemtico se realizara partiendo de la ecuacin de la ley fundamental de la conservacin de la materia:
Primer Reactor:
Segundo Reactor:
Tercer Reactor:
SIMULACIN DEL MODELO MATEMTICOLa simulacin del Modelo se realizara utilizando el software Microsoft Excel, en el cual se resolver el modelo, utilizando el Mtodo de NR-Multivariable, debido a que el modelo matemtico obtenido es no lineal.
Para la simulacin se utilizaran los datos anteriores de la Tabla N1, y para las iteraciones se tomaran como valores iniciales a los resultados obtenidos en el primer caso.
RESULTADOS:Tabla N 6: Resultados obtenidos de la Simulacin de 2 ordenCASO N2 - ORDEN 2
N ReactorCACP
10.60955150.3904485
20.488646110.51135389
30.420604020.57939598
Variacin de CA y CP en funcin del flujo F0 para cada Reactor:Tabla N 7: Variacin de las concentraciones en funcin de F0 para el Rx N1 2OrdenREACTOR N1
F0CACP
100.6095515 0.3904485
300.788091340.21190866
500.852395190.14760481
Tabla N 8: Variacin de las concentraciones en funcin de F0 para el Rx N2 2Orden REACTOR N2
F0CACP
100.488646110.51135389
300.704104250.29589575
500.789302360.21069764
Tabla N 9: Variacin de las concentraciones en funcin de F0 para el Rx N3 2OrdenREACTOR N3
F0CACP
100.420604020.57939598
300.641711310.35828869
500.737930520.26206948
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