UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE PETROQUIMICACONTROL DE PROCESOS (PI-425)

PRIMERA PRÁCTICA CALIFICADA

PROBLEMA 01:El tanque que se muestra en la figura, se coloca en una línea de tubería para reducir las variaciones de flujo debido a cambios en la presión de entrada pi(t) y en la presión de salida p,(t), En las condiciones base de estado estacionario el flujo a través del sistema es de 25.0 kgmol/seg y las presiones son:

El volumen del tanque es V = 10 m3. El balance molar en el tanque, si se supone que el comportamiento es el de un gas perfecto y la temperatura constante a 400ºK, se expresa mediante

donde R = 8314 N-m/kgmolºK es la constante de los gases ideales. La tasa de flujo de entrada y de salida se expresa mediante

donde ki y k0 son los coeficientes de conductancia (constantes) de las válvulas de entrada y de salida, respectivamente; estas válvulas se ajustan para obtener las presiones base a partir del flujo base que se dio arriba. Linealícense las ecuaciones de arriba y resuélvanse para obtener la respuesta de la presión p(t) en el tanque a las siguientes funciones de forzamiento:

a. Escalón unitario en la presión de entrada; la presión de salida es constante.b. Escalón unitario en la presión de salida; la presión de entrada permanece constante

PROBLEMA 02:Agua se vierte a una tasa fi(t), cm3/s, en un recipiente de medir 6,5 cm de diámetro y 10 cm de alto. El recipiente tiene un orificio circular en la parte inferior de medida 0,2 cm de diámetro. La velocidad de salida del agua a través del agujero se da, a partir de la ecuación de Bernoulli, por:

donde g es la aceleración de la gravedad, 980 cm/s2, y h(t), cm, es el nivel del agua en el recipiente. Obtener la función de transferencia entre el nivel del agua en la taza, H(s) y el flujo de entrada Fi(s), cuando el recipiente está medio lleno de agua.

UNI, 09 de octubre del 2010