Aplicación del algebra lineal en la ingeniería química

APLICACIONES DEL ALGEBRA LINEAL EN INGENIERÍA QUÍMICA

ANGIE VANESSA CAMACHO BOLAÑOS  

JUAN ANDRES MONTOYA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE BOGOTÁ

FACULTAD DE INGENIERÍA  

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA Y AMBIENTAL  BOGOTÁ D.C.

NOVIEMBRE 2017

Tabla De Contenido

[pic 1]

LISTA DE FIGURAS……………………………………………………...........................3 LISTA DE TABLAS ………………………………………………………………...........4

LISTA DE ECUACIONES………………………………………………………………..5

LISTA DE GRÁFICAS…………………………………………………………………….6

1. INTRODUCCIÓN………………………………………………………….7
2. OBJETIVOS……………………………………………………………..... 8

1. Objetivo General
2. Objetivos Específicos

1. RESEÑA LIBRO GUÍA…………………………………………………..9
2. MARCO TEÓRICO ...…………………………………………………....10
3. APLICACIONES…………………………………………………...........13

    5.1Balance de materia sin reaccionante………………………………………..13

1. Balance de materia con reaccionante………………………………………23

1. Independencia lineal entre reacciones químicas……………………..28

1. Balanceo de reacciones químicas…………………………………….32

1. Balances elementales…………………………………………………….....36

1. CONCLUSIONES…………………………………………………...........40

REFERENCIAS………………………………………………………….....................41

Lista De Figuras

[pic 2]

• Principio fundamental de los balances de materia……………………………7

• Matrices de la forma escalonada y escalonada reducida…………..................10

• Balances de materia en sistema reaccionante en estado no estacionario…….11

• Diagrama de flujo en un sistema reaccionante…….…………………………12

Lista De Tablas  

• Ecuaciones con cinco incógnitas planteadas para la solución del ejercicio …....20
• Solución por Gauss-Jordan……………..............................................................21
• Grados de libertad para el control global………………………………….……24
• Corrientes globales (mol/h) de entrada y salida………………………………..25 

• Ecuaciones con seis incógnitas planteada para la solución del ejercicio……….25  

• Datos de las corrientes globales, incluidas las tres reacciones del sistema……..27 

• Coeficientes estequiométricos de las cuatro reacciones…………………………28 

• Coeficientes estequiométricos del ejemplo 3.21…………………………..……..31 

• Ecuaciones de balance para cada uno de los elementos químicos………………..32

Lista De Ecuaciones  

• Balance de materia sin reaccionante en estado estacionario…………..…........11
• Balance con reacción química en estado estacionario…....................................11
• Grados de libertad…………………………………..…………………………12
• Peso molecular promedio…………...…………………………………………14 

• Convertir de flujo másico a molar ……………………………….……………14  

• Porcentaje de conversión………………………..……………………….……..24 

• Porcentaje de rendimiento………………………………..…………………….24 

Lista De Gráficas  

• Diagrama del ejercicio de balance en sistema no reaccionante…………..…....13
• Balance de materia en el mezclador…...............................................................15
• Diagrama con las nuevas incógnitas que se hallaron…………………………16
• Diagrama de la torre de destilación I…………………………………………17 [pic 3]

• Diagrama de la torre de destilación II ……………………………….……….18  

• Diagrama con todos los flujos y concentraciones……………………….……..22 

• Esquema del ejercicio de balance en sistema reaccionante…………………….23 

• Diagrama con los valores de las corrientes globales……………………………27 

• Esquema del ejercicio 3.34 ……………………………………...………………29

• Diagrama del ejercicio 4.41……………………………………………………...36

Introducción

E

STE TRABAJO consta de la explicación y desarrollo de las diversas aplicaciones que tiene el algebra lineal dentro de la ingeniería química. Éste se enfocará especialmente en los balances de materia, los cuales son los cálculos más frecuentes que efectúa un ingeniero químico, pues su trabajo se centra en optimizar el rendimiento de los procesos industriales, por ende, éstos constituyen parte fundamental en la profesión. Ahora, para efectuar los balances de materia es menester definir ecuaciones de balance y luego, mediante algún método algebraico que permita solucionar los sistemas de ecuaciones planteados, poder dar solución a los balances.  

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