SINTESIS Y OPTIMIZACION DE PROCESOS
Enviado por Habacuc Alvarado • 21 de Noviembre de 2017 • Tareas • 1.738 Palabras (7 Páginas) • 2.146 Visitas
INSTITUTO TECNOLOGICO DE LAZARO CARDENAS | |
SINTESIS Y OPTIMIZACION DE PROCESOS
PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS
UNIDAD IV
INGENIERIA QUIMICA
NAYELI LIZETH JAVIEL BUCIO
NO° DE CONTROL
12560316
Dr. Julián López Tinoco
COMPETENCIAS
Especificas
Adaptar, seleccionar, desarrollar, optimizar y evaluar económicamente un proceso o tecnología nueva.
Previas
Aplicar balances de materia y energía.
Diseñar equipos de transferencia de calor y masa.
Realizar cálculos de flujo de fluidos.
OBJETIVOS
Adaptar, seleccionar, desarrollar, optimizar y evaluar económicamente un proceso o tecnología nueva.
Criterios de evaluación
PARCIAL 1
EVALUACION
- TAREAS 40%
- EXAMEN 50%
- ASISTENCIA 10%
- TOTAL : 100%
PROBLEMA 5.2
Se va diseñar un hervidor para una columna de destilación. Se ha determinado que la carga térmica a procesar es de 4x109 J/h, y que la temperatura de los fondos de la columna es de 200°c.
El costo del vapor para el hervidor está dada por:
Cvap= -0.126 + 0.0136T, $/109 J [T en °C]
El costo del hervidor puede estimarse mediante:
Iher= $4120 A0.65 [A en m2]
El coeficiente de transferencia de calor es:
U= 1.25 MJ/m2 h °C
Se ha estimado que la vida útil del hervidor es de 10 años, y que estará operando durante 8,500 h/año. Se desea encontrar la temperatura que minimice el costo anual del hervidor (costo de servicios más costo anualizado de la inversión). Use el método de la sección dorada para encontrar la temperatura óptima. Use un intervalo de búsqueda de 205 a 240°C.
Balance de energía:
1)[pic 1]
Despejamos el área:
2)[pic 2]
Sustituimos las variables conocidas en la ecuación 2:
3)[pic 3]
El costo del hervidor puede estimarse mediante:
4)[pic 4]
Como los costos deben estimarse para 10 años se tienen las siguientes relaciones:
5)[pic 5]
Se calcula la carga térmica a la que estará operando el hervidor:
6)[pic 6]
El costo del vapor para el hervidor está dado por:
7)[pic 7]
Se sustituye el resultado de la ecuación 6) en la ecuación 7) y tenemos que:
[pic 8]
8)[pic 9]
Para obtener el costo total anual del hervidor se tiene que:
Costo anual del hervidor= Iher + Cvap
[pic 10]
APLICANDO EL MÉTODO DE LA SECCIÓN DORADA:
Usando un intervalo de búsqueda de 205-240 °C.
[pic 11]
[pic 12]
PRIMERA ITERACIÓN:
Colocar los puntos a una distancia .[pic 13]
[pic 14]
- 205 °C
- 240-35(0.618)=218.37 °C
- 205 +35(0.618)=226.63 °C
- 240 °C
Evaluar las temperaturas:
El área se calcula sustituyendo las temperaturas en la ecuación 3) y el costo con la ecuación 9) :
PUNTO | A | CT |
1 | 640 | 122,265.387 |
2 | 174.70 | 112,765.789 |
3 | 120.16 | 114,056.624 |
4 | 80 | 118,086.465 |
Se elimina el punto 3.
SEGUNDA ITERACIÓN:
La nueva colocación es del punto eliminado:[pic 15]
[pic 16]
[pic 17]
Evaluar las temperaturas:
PUNTO | A | CT |
1 | 640 | 122,265.387 |
2 | 241.32 | 113,185.722 |
3 | 174.19 | 112,765.739 |
4 | 120.16 | 114,056.624 |
Se elimina el punto 2.
TERCERA ITERACIÓN:
La nueva colocación es del punto eliminado:[pic 18]
[pic 19]
[pic 20]
Evaluar las temperaturas:
PUNTO | A | CT |
1 | 241.32 | 113,185.722 |
2 | 174.19 | 112,765.739 |
3 | 148.69 | 113,069.634 |
4 | 120.16 | 114,056.624 |
Se elimina el punto 3.
CUARTA ITERACIÓN:
La nueva colocación es del punto eliminado:[pic 21]
...