Simulación de Procesos

Integración III

UTN - Facultad Regional La Plata

Síntesis de un proceso

Síntesis de un proceso (cont.)

Clasificación de simuladores

Estructura

Fija

Modular

Modo de uso u operación

Desempeño

Diseño

Tipos de simuladores

 

Simuladores de Procesos en Estado Estacionario

Operaciones Unitarias de la ingeniería Química

Simuladores de Procesos en Estado Transitorio (Dinámica)

Resultados que se obtienen con Simulador

Balance de Materia

Balance de Energía

Propiedades de las corrientes intermedias

Estimación de parámetros de equipos

Sensibilidad de comportamiento frente a variaciones de consignas

Partes constitutivas de un simulador de Procesos

Distinguiremos cuatro fases:

de entrada

de preprocesamiento

de cálculo

de salida

     Fase de Entrada

       Categorías de datos a entregar:              

Generales

Dimension    

Componentes

Thermo

Stream

Unit Operation:

Diagrama de flujo de las fases de un simulador

Diagrama de flujo de las fases de un simulador(cont.)

Diagramas de flujo de información (DFI)

• Diagrama de procesos

DFI (Cont.)

• Diagrama de simulación  

DFI (Cont.)

• Diagrama de flujo de información

Matriz del proceso

Unidad N° Corrientes asociadas

1 1 -2

2 2 -3

3 3 8 -4 -13

4 4 7 -9 -15

5 5 -6

6 6 -8 -7

7 10 -11 -12

8 9 -10

Sistematización de los DFI

La realización de una simulación comprende dos etapas:

1. Sistematización de la información: preprocesamiento

2. Resolución

PREPROCESAMIENTO

Particionado

Rasgado

Ordenamiento

Diagramas de Flujo de Información sin reciclos

No existe retroalimentación

Orden de precedencia o secuencia de resolución:

(1, 2, 5, 3, 4, 7, 6)

Las corrientes (1) y (8) deben definirse desde afueraLa secuencia, no es única:

 (7, 1, 2, 5, 3, 4, 6)

Diagramas de Flujo de Información con reciclos

Definir las llamadas corriente “iteradoras”

Si llamamos con A al subconjunto del DFI formado por los equipos 2*, 4*, 6*, 7*, 5*, 3*, con sus corrientes asociadas, el DFI resultante es del tipo sin reciclo.

La secuencia de resolución será entonces (1, A, 8, 9)

Etapas del preprocesamiento

DFI

¿Hay reciclos? No Particionado

Si

Rasgado o Tearing

Ordenamiento

Fin

Se identifican y funden en

pseudonodos

Se elijen las corrientes iteradoras

Se establece el orden de

precedencia

Ejemplo

Secuencia (1, A, B)

A= (2, 3, 4, 5, 6, 7) B= (8, 9, 10)

Detección de subsistemas independientes

Métodos basados en potencia sucesivas de la matriz de adyacencia del DFI

Métodos de la búsqueda del camino

En nuestro ejemplo...

Particionado: subnodos

A=(2, 3, 4, 5, 6, 7) y B= (8, 9, 10)

Linealización el DFI con reciclo a uno sin reciclo.

En nuestro ejemplo (Cont..)

Ordenamiento: la secuencia de resolución resultante es:

(1, 5, 6, 7, 2, 3, 4, 8, 9, 10)

Rasgado: en los pseudocortes debemos detectar las corrientes “iteradoras”

La corriente (9) en el pseudonodo A y la (8) en el pseudonodo B pueden

tener esas características.

Técnicas de preprocesamiento

1- Técnica de la corriente referenciada

STRM=1, TEMP=T1, PRES=P1, RATE= Q1, COMP=C1STRM=3, TEMP=T3, PRES=P2, REFS=1

Técnicas de preprocesamiento

2- Modificar la secuencia de cálculo

En nuestro ejemplo anterior el orden es: E1, E2; F1.

Definimos la secuencia de cálculo como: F1, E1, E2.

Disminución del tiempo de cálculo

Técnicas de preprocesamiento

3- Combinación de unidades

Disminución del tiempo de cálculo y eliminación de lazos de reciclos