REGLAS HEURÍSTICAS EN INGENIERÍA QUÍMICA

La palabra heurística viene de la palabra en griego eureka que significa ”lo he descubierto”

El uso de heurísticas o reglas generales en el diseño de procesos es una herramienta valiosa no sólo en la selección de los tipos de equipos apropiados para realizar una función específica sino también en el establecimiento de valores razonables para muchas de las variables asociadas con la operación del proceso.

Caso: Diseño Optimo de compresores

Para comprimir “n” moles/tiempo de un gas de una temperatura T0 y una presión inicial P0, podemos usar una compresora de una etapa o una multietapas.

Compresión en etapas:

Se debe cumplir:

La relación de compresión (r)

r= P2/P1 = P4/P3= P5/P6, además P2=P3; P4=P5

El trabajo requerido por el compresor (W)

WI = WII = WIII ; WTOTAL = 3* WI

REGLA HEURÍSTICA:” Las razones de compresión en cada etapa de compresión deben ser las mismas”

Caso: Diseño de Tanques atmosféricos

Se desea diseñar un tanque de almacenamiento atmosférico para almacenar un volumen V en m3 de líquido. Estos tanques, son generalmente de alto costo, se construyen de forma cilíndrica de planchas de acero, se sueldan y se doblan. Por ejemplo para el almacenamiento de petróleo.

Costo del tanque atmosférico (Ct)

Ct ($) = peso tanque (kg) * precio material ($/kg)

Peso =densidad del material * espesor*área

W= ρ*e*A

Área total cilindro = πDH +2 πD2/4

W ~ ρ*e*[πDH + πD2/2]……. (1)

Volumen del fluido a almacenar (V)

V= πD2H/4 , despejando la altura H:

H= 4V/πD2

Reemplazando esta expresión en (1)

W=ρ*e*[4V/D + πD2/2]…… (2)

Derivando (2), respecto al diámetro

dWdD

=0=−4VD2

+πD;D3=4Vπ

Como V= πD2H/4 , reemplazando en la expresión anterior

D=H

Regla heurística: “Para tanques atmosféricos usar la relación H/D= 1”