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• Mary Centeno

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PROBLEMA N°1 TRANSFERENCIA DE CALOR Como muestra la figura, un flujo de vapor de 50000 kg/h entra en una temperatura a 30 bar y 320 °C. en este equipo el vapor se enfria hasta vapor saturado a 20bar en un proceso de mescla con agua liquida a 25 bar y 200 °C. la transferencia de calor entre el atemperador y su entorno y las variaciones de energía cinetica y potencial pueen despreciarse. Para la operación en estado estacionario determinese el flujo masico.

SOLUCION PASO N°1: Iniciar HYSYS Ir a la barra de inicio / Programas/Hyprotech / o pulsar sobre el icono que se encuentra en el escritorio. PASO N°2: Crear Un Nuevo Caso Ir al menú File y seleccione New luego Case (Ctrl.+N) o pulse pulse en el icono (New Case) q ue se encuentra en la barra de herramientas. Nos llevara ala ventana Simulation Basis Manager. Se visualizara la siguente ventana:

PASO N°3: Ingresar los componentes

Para ingresar los componentes pulsamos el botón Add esto abrira una nueva ventana donde se seleccionara el componente o los componentes que intervienen en la simulación

PASO N°4: Seleccionar el paquete de propiedades Seleccionamos la etiqueta fluid pkgs luego clic en el botón Add se abrirá una nueva ventana donde se seleccionaran el paquete de propiedades de la pista Property Package seleccionamos ASME STEAM luego cerramos la ventana e ingresamos a la ventana Simulation Basis Manager

PASO N°5: Guardar el trabajo Vamos al menú file/sabe as/nombre del archivo PASO N°6 Elaboración del diagrama de flujo del proceso Dentro del PFD presionamos la tecla F2 aparece una ventana en la cual seleccionamos la opción Allunit Ops En Categories y de la lista Available Unit Operations seleccionamos

la opción compresor presionamos el botón Add después de haber realizado la selección se instalara el comprensor en el PFD y abrirá la ventana del comprensor para luego sus respectivas corrientes.

PASO N°7 especificaciones de las corrientes Pulsamos las etiquetas Worksheet de la ventana mixer e ingresamos las condiciones conditions para las corritentes de entrada 1 y 2 e ingresamos las condiciones de cada corriente

PASO N°8 Visualizacion de los resultados Pulsamos las etiquetas Worksheet/Conditions para visualizar los resultados de la corriente 3. Si queremos visualizar los resultados de la corriente 1, 2 o3 presionamos la etiqueta Worksheet/Properties.

PASO N°9 Analisis de Sensibilidad Para realizar un análisis de sensibilidad para la temperatura en función del flujo masico de la corriente 2, realizamos los siguientes pasos a través de las figuras siguientes:

PROBLEMA N°2 BALANCE DE MATERIA Tenemos una corriente que contiene15% de etano, 20% de propano 60 % de i-butano y 5% de n-butano a 50°F y presión atmosférica a razón de 100Lbmlo/h. esta corriente será comprimida a 50 psia y luego enfriada a 32°F.El vapor y el liquido resultante serán separados como dos corrientes de producto ¿Cuáles son los flujos molare y las composición de estas dos corrientes? Solución PASO N°1: Iniciar HYSYS Ir a la barra de inicio / Programas/Hyprotech / pulsar el icono de empiezo PASO N°2: Definir las unidades de ingeniería Ir al menú tool y seleccione preferences luego pulse la etiqueta variables dentro de esta etiqueta seleccione la opción field(sistema en ingles) luego pulsamos el botón clone.

PASO N°3: Crear una nueva simulación Ir al menú File y seleccionar New luego Case (Ctrl.+N) o pulse el icono (New case) que se encuentra en la barra de herramientas. Nos llevara a la ventana Simulator Basis Manager

PASO N°4: Ingresar los componentes Para ingresar los componentes pulsamos el botón Add esto abrira una nueva ventana donde se seleccionara el componente o los componentes que intervienen en la simulación

PASO N°5: Seleccionar el paquete de propiedades Seleccionamos la etiqueta” fluid pkgs” luego clic en el botón Add se abrirá una nueva ventana donde se seleccionaran el paquete de propiedades de la pista Property Package seleccionamos Peng Robinson, luego cerramos la ventana e ingresamos a la ventana Simulation Basis Manager pulsando el icono

.

En el Current Fluid Packages, hay un paquete Basis-1, con NC: 4 (número de componentes) y PP: Peng – Robinson (property package). Luego clic en Enter Simulation Environment… o pulsando el icono

para ingresar al PFD

PASO N°6: Guardar el trabajo Vamos al menú file/sabe as/nombre del archivo (separacion1.hsc)

PASO N°7 Elaboración del diagrama de flujo del proceso Dentro del PFD presionamos la tecla F12 aparece una ventana en la cual seleccionamos la opción All unit Ops En Categories y de la lista Available Unit Operations seleccionamos la opción Compressor presionamos el botón Add después de haber realizado la selección. Se instalara el comprensor en el PFD y abrirá la ventana del comprensor para luego sus respectivas corrientes. De igual manera se realiza con las opciones Cooler Y Separator respectivamente. Los iconos Material Stream , Energy Sream

, Compressor

, Cooler

Y Separator

pueden ser seleccionados a

partir de la paleta de objetos, luego unimos las corrientes a través del icono Attch Mode

llamado

PASO N°8: Especificaciones de la corriente de alimentación y de los quipos Doble clic en el icono del comprensor luego clic en la pestaña worksheet de la ventana comprensor (K-100) e ingresamos las condiciones,Conditions, para las corrientes 1 y 2. En Composition ingresamos la composición para la corriente de entrada, y luego pulzamos OK observamos un mensaje OK y que el icono del compresor ha cambiado de color.

Después doble clic en el icono del enfriador, luego clic en la pestaña Workssheet de la vetana cooler (E-100) e ingresamos en Conditions la tempera tura para la corriente 3. En la

pestaña Desing ingresamos el Parameters la caída de presión, Delta P. observamos nuevamente un mensaje OK en la parte inferior indicamdonos que ya termino de realizar los cálculos, además el resto de iconos han cambiado de color.

PASO N°9 Visulizacion De Resultados Si se pulsa el botón Properties en el Worksheet de cada equipo, se vera una ventana conteniendo los resultados. También abriendo la ventana de cada corriente o visualizando el workbook. Para visualizar el Worksheet, pulsar en el icono Workbook localizado en la barra menú. Se observa del workbook las pestañas Material Stream Composicions, Energy Streams Y Unit Ops. Los flujos molares de la corrientes liquido y vapor que salen del separador son: 76.52lbmol/h y 23.48 lbmol/h.

Problema N°3 Destilación 80500 mol de una mezcla de 52% mol de etanol y 48% mol de acetona, se llevan a un separador instantáneo en equilibrio, el cual opera a 68º C, del equipo salen dos corrientes, un líquido saturado y un vapor saturado. El vapor saturado sale con una concentración de 55% mol de acetona, la corriente de vapor se lleva posteriormente a un condensador total donde se obtiene un líquido saturado, operando a la misma presión del separador. Calcular las composiciones a la salida del separador.

Para resolver este problema utilizaremos el programa Aspentech Hysys 3.2

Abrimos un nuevo caso para simular nuestro problema, luego escogemos los componentes con los que se trabaja en el problema.

Después de haber escogido los componentes, procedemos a escoger el paquete con el que trabajaremos durante la simulación. En este caso utilizaremos UNIQUAC.

Procedemos luego a ingresar al ambiente de simulación.

Luego empezaremos a dibujar el diagrama de flujo, comenzando con la línea de alimentación e ingresamos así todos los datos proporcionados por el problema. El programa calculara instantáneamente las composiciones, presiones y temperaturas de trabajo a la entrada y salida del proceso.