Modelación y Análisis de Sistemas Termodinámicos: Reactores y Enfriamiento, Ejercicios de Control de Procesos

¡Descarga Modelación y Análisis de Sistemas Termodinámicos: Reactores y Enfriamiento y más Ejercicios en PDF de Control de Procesos solo en Docsity! 16 de noviembre de 2020 1era ASIGNATURA CONTROL. RESUELVA LOS SIGUIENTES PUNTOS DE FORMA CLARA Y CON LETRA LEGIBLE. 1. (1,3) En la figura 1 se muestra un reactor de tanque agitado cerrado con dos compartimentos. La idea básica es alimentar los reactivos de forma continua en el primer compartimento, donde serán precalentados por la energía liberada en la reacción exotérmica, que se prevé que ocurra principalmente en el segundo compartimento. La pared que separa los dos compartimentos es bastante delgada, lo que permite la transferencia de calor; el exterior del reactor está bien aislado; y se incorpora un serpentín de enfriamiento en el segundo compartimento para eliminar el exceso de energía liberada en la reacción. Ambos tanques están completamente llenos en todo momento. Las pruebas se realizarán inicialmente con una alimentación de un solo componente (es decir, sin reacción) para evaluar las características térmicas del reactor. a) Desarrolle un modelo dinámico para este proceso bajo las condiciones de no reacción. Suponga que q0, Ti y Tc pueden variar. b) Haga un análisis de grados de libertad para su modelo. c) Realice el diagrama de bloques del proceso. Tenga en cuenta que: Ut, At: Coeficiente global de transferencia de calor y área de superficie entre compartimentos. Uc, Ac: Coeficiente total de transferencia de calor y área de superficie del tubo de enfriamiento. V1: Volumen del compartimento 1. V2: Volumen del compartimento 2. Figura 1. Reactor de dos tanques. 16 de noviembre de 2020 2. (2,0) Considere el sistema de tanques que se muestra en la figura 2. Realice: a) El modelo matemático que describe el sistema. b) Halle los grados de libertad. c) Encuentre la expresión en el dominio de Laplace. d) Determine las funciones de transferencia que relacionen la altura del primer tanque y el radio del segundo tanque con el flujo de entrada. e) Realice el diagrama de bloques del proceso. f) Indique ¿cuáles serían las posibles perturbaciones del sistema? Consideraciones: F, F1, F2 [=] L/s H1, R [=] m El tanque 1 es de base cuadrada. Figura 2. Sistema de tanques