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Modelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

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Simulación de procesosDonde usarla?INVESTIGACIONREDISEÑOSINTESIS DEPROCESOSSIMULACIONDISEÑO DE EQUIPOSPROCESOS YSIMULACIONModelación y Simulación de ProcesosANALISIS YMEJORAS EN LAOPERACIÓNProf. Francisco Cubillos

SIMULADOR DE PROCESOSEs una herramienta de ingeniería que hace: Cálculos automatizados Balances de Masa y/o Energía (flowsheeting) Estimación de propiedades físicas Diseño / tamaño/costo de equipos Optimización de procesosNo reemplaza al ingeniero de procesos si no que lo asiste en lageneración de resultadosSu gran popularidad radica en que diversos escenarios son evaluadosrápidamente lo que permite una mejor toma de decisiones.Modelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

Información requeridaDatosCorrientesMezcla deOperacionescomponentesunitariasModelación y Simulación de ProcesosDiag deFlujoDatosprocesoDatosequiposDatosdiseñoProf. Francisco Cubillos

Datos a especificar en el ammétodosoluciónModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

ESTRUCTURA DE UN SIMULADOR ESTACIONARIOSubrutinasNuméricasBalancesMasa & EnergíaDiseño equipostamañosEstimacion decostosEvaluacióneconómicaambientalModelación y Simulación de ProcesosINTERFASE USUARIODIAGRAMA PROCESOREPORTESGRAFICOSFORMULARIOSARCHIVO RESULTADOSBase de datosProp. FísicascorrelacionescostosProf. Francisco Cubillos

SIMULACION ESTACIONARIA SOLUCION SISTEMA ación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

SIMULACION NO ESTACIONARIA SOLUCION SISTEMA DIFERENCIA ación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

OPTIMIZACION DE PROCESOS MINIMIZAR FUNCIONES N.LS.A delación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

Estrategias de solución I Basadas en ecuaciones (Equation Oriented) Explicitar el conjunto de ecuaciones Matriz de conexiones de corrientes Identificar restricciones Solución del sistema en forma simultanea Lineal : solución exacta sin iteraciones Nolineal: usar método numérico (newton)Modelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

Estrategias de solución II Secuencial Modular Esquema más usado Cada proceso o corriente es un Modulo (ecuaciones, objeto) La salida de un modulo es la entrada del próximo El sistema se soluciona secuencialmente modulo a modulo En caso de reciclo se requiere tanteo e iteraciones (tearing)hasta convergenciaModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

Esquema secuencial modular Algoritmo mas usado Sistema sin reciclo se resuelve en una iteraciónLos módulos individuales pueden requerir iteraciones para su soluciónModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

Reciclos en esquema secuencial modularLos sistemas con reciclos son mas complicadosr reciclo de F a CSe particionar en r1 y r2Se asume r2y se resuelvehasta obtenerr1Reciclo particionadoParar si r1 r2Op UnitariaModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

TRATAMIENTO DE RECICLOS METODOLOGIA M-SModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL EMSVENTAJAS Es fácil de entender ya que el flowsheet es similar al proceso Los equipos (módulos) se incorporan o retiran fácilmente Se pueden reemplazar módulos con diferente grado de detalle sinalterar los demás componentes. Solución robustaDESVENTAJAS Solución lenta modulo por modulo Discontinuidades pueden generar inestabilidad (eq. de fases) Manejo de reciclos necesita iteracionesModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

Lista de simuladores de procesosFuente wikipediaFlowtran: primer simulador secuencial 1975 desarrollado en fortranSimuladores comerciales actualesModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

Antecedentes en la selección de un simulador Método de solución Estático/Dinámico/Costos/ Optimización Conectividad/ Soporte/Modelos propios Biblioteca de modelos y componentes Costo licencia y capacitaciónCape-open promueve el desarrollo de software libre para el áreade ingeniería de procesos.El simulador de libre disposición que se promueve es el “COCO”Descargar en: http://www.cocosimulator.org/Modelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

TAREA: investigar los simuladores de procesoscomerciales que ofrece el mercadoFuente:Chemical EngineeringChemical Engineering ProgressIngeniería QuimicaDirectorio de productosModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

INTRODUCCION SIMULADOR HYSYSAspen OneCaracterísticas Tipo secuencial modular Estado estacionario y dinámico Calculo automatico segun GL (Diseño SimulaciónControl) OptimizadorModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

1er paso : Set de UnidadesModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

2º paso : Seleccionar paquete de fluidosModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

3º paso:Seleccionar opciones TDModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

4º paso: Adicionar componentes y RxModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

5º Paso : Ir a modo de SimulacionModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

6º Paso: Desarrollo del flowsheet PFDModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

Agregar Equipos y Corrientes de procesoModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

Corrientes (Stream)Modelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

Objetos ( corrientes y operaciones) OK en verdeModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

EL MENU DE HYSYSCalculoBasisPFDWBSSDynStop ONModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

PALETA DE OPERACIONESStreamUnit OpOp LogicasModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

Stream PrincipalModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

Stream PropiedadesModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

Intercambiador de calorModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

BombaModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

TuberiaModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

Reactor PFRModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

COLUMNA DESTILACIONModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

Logicas: Ajuste - planilla calculoModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

OBJECT NAV – WORKBOOK.-OBJ BROWSERModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

DataBook : Selecciona reasultados para visualizacionModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

Casos de estudio: Resultados parametrizadosModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

PAGINAS UTILESPagina de manuales Labcontrol : Tutoriales y manuales delprograma. SimulatioBasis y OperGuidehttp://archivos.labcontrol.cl/HYSYS DOCUS/Pagina de Ejemplos U Florida: http://hysys.che.ufl.edu/Portal de Ingeniería Química, http://www.todoquimica.netModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

Tutorial de hysys de todoquimica.net en Labcontroltema2, tema3, tema4Modelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

EJEMPLOS A REALIZAR Sistema simpleObj: Uso de Hysys Sistema con recicloObj: Estrategia SM Proceso con Reacción QuimicaObj: Incorporar Reaccion Sistema dinámicoObj: Simulacion dinamica OptimizaciónObj: Calculo con optimizadorModelación y Simulación de ProcesosProf. Francisco Cubillos

SIMULADOR DE PROCESOS Es una herramienta de ingeniería que hace: Cálculos automatizados Balances de Masa y/o Energía (flowsheeting) Estimación de propiedades físicas Diseño / tamaño/costo de equipos Optimización de procesos No reemplaza al ingeniero de procesos si no que lo asiste en la generación de resultados