Modelo y simulación de un tanque de oleaje para una mezcla de hidrógeno y metano
Model and simulation of a wave tank for a mixture of hydrogen and methane
En este trabajo se realizó la simulación de un tambor rotatorio al cual se suministra una corriente de metano e hidrógeno, adicionalmente se estudió el efecto de las perturbaciones en el sistema y el comportamiento del cambio de presión y de composición de la corriente de salida.
Planteamiento del Problema
Se presenta un gas agitado en un tanque de oleaje que contiene dos componentes (hidrógeno y metano) en la corriente de alimento. Se considera que y; y y representan las fracción molar de metano en el alimento y dentro del tambor, respectivamente. Teniendo en cuenta las condiciones anteriores se determinará dp/dt y dy/dt teniendo en cuenta que los flujos de entrada y salida son variables. Adicionalmente, también se asume que la concentración de la corriente de entrada puede variar. Para desarrollar el problema se tomaran los efectos que la presión y la composición tienen sobre la densidad de los gases.
Metodología
- Desarrollo de un modelo matemático y simulación para comprobar el funcionamiento real de un equipo sometido
- a diferentes perturbaciones.
- Caracterización del sistema con sus respectivas variables de proceso.
- Análisis de resultados obtenidos de las simulaciones y comparación del comportamiento dinámico de las variables
- dentro del tanque con el estado estable de las mismas.
Desarrollo del modelo matemático
Variables fundamentales
Las variables fundamentales son la masa y la cantidad de movimiento
Variables de caracterización
Las variables de caracterización en este problema son: el volumen del tanque, el flujo molar de entrada, la temperatura, la composición de entrada del gas y la presión de entrada del gas.
Suposiciones
- Fase gaseosa.
- Los gases se comportan como gases ideales y se rigen por la ecuación de gas ideal.
- Sistema adiabático.
- Temperatura del sistema constante.
- El volumen del tanque no varía y el sistema está totalmente aislado.
- No hay reacción química, no hay transferencia de masa, solo hay una corriente de entrada y una corriente de salida.
- Mezclado homogéneo, las composiciones dentro del tanque son iguales que las concentraciones de la corriente de salida.
Este artículo fue escrito por Yeimy Alejandra Rodríguez Restrepo ingeniera química, estudiante de maestría en ingeniería química de la Universidad Nacional de Colombia sede Manizales, John Anderson Cardona Ospina y Daniel José Valencia ingenieros químicos de la Universidad Nacional de Colombia sede Manizales; para la revista Potencial químico: revista de ingeniería química (N° 5, 2014) de la Universidad Nacional de Colombia, sede Manizales. Correo de contacto: [email protected], [email protected]
En: Potencial químico: revista de ingeniería química.
Recursos
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Formatopdf
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Idioma:español
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Tamaño:8872 kb