UNIVERSIDAD AUTONOMA DE YUCATAN FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Ejercicios 1° Clase ASPEN ALUMNO TIBURCIO PACHECO MARIA GUADALUPE FECHA DE ENTREGA: MIERCOLES, 23 DE OCTUBRE DE 2019 METODO TERMODINAMICO: NRTL (Modelo no aleatorio de dos líquidos) A partir de la idea básica del modelo de Wilson, Renon y Prausnitz (1968) se desarrolló la ecuación de “dos líquidos, no al azar” (Non-Random Two-Liquid) NRTL, el cual se basa en el concepto de composición molar local y que puede ser aplicado tanto en problemas de equilibrio vapor-líquido como líquido -líquido. Renon y Prausnitz definen las fracciones molares locales de forma similar a Wilson, pero introducen un parámetro de interacción binaria adicional característico de la condición de no-azar de la mezcla. Sin embargo, esta extensión al igual que Wilson adolece de una base teórica rigurosa, pero por el contrario puede ser aplicado en sistemas completamente miscibles como a los parcialmente miscibles. La ecuación NRTL para m componentes para la energía de Gibbs de exceso es: donde: Y el coeficiente de actividad de un componente i viene dado por: MÉTODO TERMODINÁMICO: IAPWS-95 La formulación más precisa del estado de la técnica recomendada por IAPWS para las propiedades termodinámicas del agua es la "IAPWS” 1995 para las propiedades termodinámicas de la sustancia de agua ordinaria para uso general y científico". Nos referiremos a esta formulación como IAPWS-95. IAPWS-95 es, como sugiere el título, recomendado para la mayoría de los usos, especialmente en aplicaciones científicas. Sin embargo, la industria de la energía de vapor, que tradicionalmente ha sido un foco principal de IAPWS, tiene algunas necesidades especiales. Esta industria necesita una formulación diseñada para un cálculo rápido, porque las propiedades del vapor a menudo se denominan millones de veces dentro de los cálculos de diseño. También necesitan una formulación que no cambiará durante muchos años (incluso si se queda un poco por detrás del estado de la técnica). Los resultados de estos cálculos son parte integral de tantos aspectos de la industria que el cambio de la formulación requiere muchos otros cambios, por lo que uno solo quiere hacer ese cambio cada 30 años más o menos. La formulación industrial IAPWS-IF97 se ajustó realmente para coincidir con la formulación IAPWS-95; Las diferencias entre los dos son pequeñas para la mayoría de los propósitos. Los únicos lugares donde IAPWS-IF97 es notablemente inferior están en la vecindad muy cercana al punto crítico y en el líquido sobre enfriado metaestable. IAPWS-95 también cubre un rango algo mayor de temperaturas y presiones. Mientras que IAPWS-95 es una ecuación única, IAPWS-IF97 se divide en 5 regiones separadas, produciendo pequeñas discontinuidades en los límites de la región. 4.1 Intercambiador con servicios Encuentre el flujo masico y el costo del servicio de enfriamiento Método termodinámico: NRTL Corriente1 12500 kg/hr de Be Entrada 52ºC 1.8 bar Salida:28ºC una caída de presión de 8 psia Servicio Agua Costo: .38/ ton Entrada:20ºC 3.5 bar Salida:29ºC y 2.5 bar Nosotros comenzamos con una “Blank simulation” A continuación, añadimos todas las especificaciones, en la sección de “Properties” está resaltada, existen varias carpetas dentro del panel izquierdo: “Setup”,“Components”, “Methods”, “Chemistry” en estas secciones añadimos los datos dados. Añadimos el método termodinámico NRTL y los componentes Después dibujamos el diagrama de flujo de proceso en la pestaña de “Main Flowsheet”, usando el bloque Heater Posteriormente ingresamos las condiciones de entrada del intercambiador. Ingresando a la 1 carpeta de “Streams” En la carpeta “EX1” situada en “Blocks” añadimos las condiciones de operación del intercambiador. Una vez ingresado esto corrimos la simulacion para visualizar los datos entramos a la carpeta “Result” 4.2 Intercambiador de dos corrientes Método termodinámico: IAPWS-95 Corriente1: 154ºC y 3.5 bar Fracción de V=1 Flujo masico 4.99ton/hr de agua Fracción de V=0 Intercambiador AEA-110 HeatX: contracorriente Caída de presión en el lado caliente 5 bar Decaimiento de temperatura en el lado caliente 20ºC Como en el ejercicio anterior ingresamos los datos de nuestra simulación y posteriormente dibujamos el diagrama de flujo de proceso en “Main Flowsheet” usando el bloque HeatX Posteriormente se ingresaron en la carpeta “CIN” dentro de la carpeta “Streams” las condiciones de la corriente fría. En la pestaña “Flash options” se especificó el estado termodinámico de la corriente. Para la entrada de la corriente caliente, se añadieron los valores en la carpeta “HIN” dentro de la carpeta “Streams”. A continuación, en la carpeta “EX” de la carpeta “Blocks” ingresamos las condiciones del intercambiador de calor. Y se utilizo las especificaciones de métodos cortos y flujos de contra corriente. Una vez ingresado esto corrimos la simulacion para visualizar los datos entramos a la carpeta “Result”
