Evaporación

Mar, 21/09/2010 - 00:58 -- incytde

DISEÑO DE UN SIMULADOR POR COMPUTADORA DE
PROCESOS DE EVAPORACIÓN EN UNA LÍNEA DE
EVAPORADORES DE MÚLTIPLE EFECTO

Ing. José Alberto Franco, jalberto.franco@gmail.com

Revista Electrónica Ingeniería Primero No. 4

RESUMEN

Se realizó un simulador por computadora para procesos de evaporación, con énfasis en evaporadores de múltiple efecto con alimentación hacia delante. Se obtuvieron correlaciones termodinámicas del equilibrio líquido-vapor del agua y de elevaciones de puntos de ebullición para soluciones de azúcar en agua y se generalizó un algoritmo para resolverun sistema de evaporación de n-efectos, con n cualquier entero mayor o igual a 2.

DESCRIPTORES

Evaporación. Simulación y modelación. Algoritmos. Operaciones unitarias. Jarabe de azúcar.

ABSTRACT

A computer Simulator for evaporation processes was developed, to solve systems of multiple effect evaporators with serial feed. In this project, we developed thermodynamic correlations of liquid-steam equilibrium and of boiling points. An algorithm to solve evaporation multiple-effects systems of n-efects was developed.

KEYWORDS

Evaporation. Simulation and modelling. Algorithms. Unitary operations. Sugar syrup.

INTRODUCCIÓN

En la industria guatemalteca existen diversas aplicaciones para el proceso de evaporación. No obstante, esta operación unitaria, halla su mayor aplicación en la industria azucarera. A raíz de la importancia de esta operación y la complejidad operativa de los cálculos de utilización de vapor, se ha realizado este simulador.

Luego de una definición conceptual del problema, se procedió a buscar algoritmos de cálculo, disponibles en la bibliografía. Se encontraron algoritmos específicos, de los cuales se generalizó el algoritmo del simulador.

Con las variables fijadas, y con el algoritmo generalizado, se realizó la modelación del proceso. En esta parte se hicieron las pruebas de laboratorio, para la determinación de las variables necesarias y su relación entre sí. Luego, se realizó el proceso de modelación matemática de los procesos. No obstante, para algunas variables se utilizaron los datos tabulados en la bibliografía, y estos solamente fueron correlacionados.

Una vez hallado el algoritmo de cálculo generalizado, se hizo la traducción del mismo a pseudo-código y posteriormente a una plataforma de programación, que permitió el trabajo a nivel gráfico, de modo que el programa funcione de manera sencilla para los usuarios. Esto realizando las respectivas subrutinas, para fragmentar el programa en pequeños programas, que puedan ser validados y probados con facilidad. Ejemplo de esto, son las subrutinas que calculan las variables termodinámicas, cada una de estas con uno o más parámetros que pueden ser variados, de acuerdo a las necesidades del simulador.

Con el programa general ya realizado, se probaron y validaron los resultados obtenidos por cada una de las subrutinas, para evitar problemas en el algoritmo general y para verificar que los resultados son los correctos de acuerdo con los problemas referidos en la bibliografía.

MARCO TEÓRICO

EVAPORACIÓN

Se comprende por evaporación, a la operación unitaria, en la cual se lleva a cabo el aumento de concentración de una solución de un líquido, que se denomina solvente, y uno o varios solutos sólidos disueltos en dicho solvente, los cuales son prácticamente no volátiles a la temperatura de operación, la cual es la temperatura de ebullición del solvente, a la presión de operación.

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http://www.tec.url.edu.gt/boletin/URL_04_INV04.pdf

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