Simulación de Procesos
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Simulación de Procesos
Integración III
UTN - Facultad Regional La Plata
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Síntesis de un proceso
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Síntesis de un proceso (cont.)
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Clasificación de simuladores
Estructura
Fija
Modular
Modo de uso u operación
Desempeño
Diseño
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Tipos de simuladores
Simuladores de Procesos en Estado Estacionario
Operaciones Unitarias de la ingeniería Química
Simuladores de Procesos en Estado Transitorio (Dinámica)
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Resultados que se obtienen con Simulador
Balance de Materia
Balance de Energía
Propiedades de las corrientes intermedias
Estimación de parámetros de equipos
Sensibilidad de comportamiento frente a variaciones de consignas
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Partes constitutivas de un simulador de Procesos
Distinguiremos cuatro fases:
de entrada
de preprocesamiento
de cálculo
de salida
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Fase de Entrada
Categorías de datos a entregar:
Generales
Dimension
Componentes
Thermo
Stream
Unit Operation:
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Diagrama de flujo de las fases de un simulador
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Diagrama de flujo de las fases de un simulador(cont.)
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Diagramas de flujo de información (DFI)
• Diagrama de procesos
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DFI (Cont.)
• Diagrama de simulación
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DFI (Cont.)
• Diagrama de flujo de información
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Matriz del proceso
Unidad N° Corrientes asociadas
1 1 -2
2 2 -3
3 3 8 -4 -13
4 4 7 -9 -15
5 5 -6
6 6 -8 -7
7 10 -11 -12
8 9 -10
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Sistematización de los DFI
La realización de una simulación comprende dos etapas:
1. Sistematización de la información: preprocesamiento
2. Resolución
PREPROCESAMIENTO
Particionado
Rasgado
Ordenamiento
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Diagramas de Flujo de Información sin reciclos
No existe retroalimentación
Orden de precedencia o secuencia de resolución:
(1, 2, 5, 3, 4, 7, 6)
Las corrientes (1) y (8) deben definirse desde afueraLa secuencia, no es única:
(7, 1, 2, 5, 3, 4, 6)
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Diagramas de Flujo de Información con reciclos
Definir las llamadas corriente “iteradoras”
Si llamamos con A al subconjunto del DFI formado por los equipos 2*, 4*, 6*, 7*, 5*, 3*, con sus corrientes asociadas, el DFI resultante es del tipo sin reciclo.
La secuencia de resolución será entonces (1, A, 8, 9)
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Etapas del preprocesamiento
DFI
¿Hay reciclos? No Particionado
Si
Rasgado o Tearing
Ordenamiento
Fin
Se identifican y funden en
pseudonodos
Se elijen las corrientes iteradoras
Se establece el orden de
precedencia
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Ejemplo
Secuencia (1, A, B)
A= (2, 3, 4, 5, 6, 7) B= (8, 9, 10)
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Detección de subsistemas independientes
Métodos basados en potencia sucesivas de la matriz de adyacencia del DFI
Métodos de la búsqueda del camino
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En nuestro ejemplo...
Particionado: subnodos
A=(2, 3, 4, 5, 6, 7) y B= (8, 9, 10)
Linealización el DFI con reciclo a uno sin reciclo.
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En nuestro ejemplo (Cont..)
Ordenamiento: la secuencia de resolución resultante es:
(1, 5, 6, 7, 2, 3, 4, 8, 9, 10)
Rasgado: en los pseudocortes debemos detectar las corrientes “iteradoras”
La corriente (9) en el pseudonodo A y la (8) en el pseudonodo B pueden
tener esas características.
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Técnicas de preprocesamiento
1- Técnica de la corriente referenciada
STRM=1, TEMP=T1, PRES=P1, RATE= Q1, COMP=C1STRM=3, TEMP=T3, PRES=P2, REFS=1
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Técnicas de preprocesamiento
2- Modificar la secuencia de cálculo
En nuestro ejemplo anterior el orden es: E1, E2; F1.
Definimos la secuencia de cálculo como: F1, E1, E2.
Disminución del tiempo de cálculo
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Técnicas de preprocesamiento
3- Combinación de unidades
Disminución del tiempo de cálculo y eliminación de lazos de reciclos