INFORME

UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA

DEPARTAMENTO DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERIA

SIMULACION DEL DEL TIEMPO DE desc!" DE UN TANQUE TANQUE CILÍNDRICO CATEDRA

:

CATEDRATICO CATEDRATICO

:

ALUMNO

:

SEME SEMEST STRE RE

:

ANALISIS Y SIMULACION DE PROCESOS PROCESOS

ING. GUEVARA YANQUI VICTOR PASCUAL BARZOLA HUAMAN MIJAIL ANTONIO ANTONIO

IX

HUANCAYO HUANCAYO – PERÚ 2011

TIEMPO DE VACIADO EN UN TANQUE CILINDRICO

ANALISIS Y SIMULACION DE PROCESOS QUIMICOS I

INDICE

I.

RESU RESUM MEN #### ###### #### ### ##### ###### #### ### ##### ##### ##### ##### ####. ###. $

II II..

NOME NOMENC NCLA LATU TURA RA #### ###### #### #### #### #### #### #### #### #### #### #### ###. #... .. %

II III. I.

INTR INTROD ODUC UCCI CI&N &N## #### #### #### #### ###. #.## #### #### #### #### #### #### #### ###. #... '

IV. IV.

O()E O()ET TIVOS IVOS ### ##### #### #### #### #### #### #### #### #### ##.# .### #### #### #### ##.. *

V.

FUNDAMENTO TEORICO •

C+,ce-+s (/s0c+s 1!e2c0+,es 3 e+!e4s5############.#.. 6

•

Re"2s 7e8!9s0cs -! d0se+ de ,;8es ,;8es c0!c82!es######### <<

•

D0se+ =9s0c+ de2 ,;8e c029,d!0c+ de desc!" 2e!2####.####.. 2 e!2####.####.. <%

•

Dee!40,c0>, de 2s ?!0@2es##############................... <%

•

Dee!40,c0>, de 2 ec8c0>, d0=e!e,c02 de2 0e4-+ de ?c0d+ de 8, ,;8e c029,d!0c+ c0!c82!########################## <*

VI.

METODOLOGÍA •

Me!02es 3 E;80-+#. ######################...# ######################...# <6

•

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•

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•

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•

ded8cc0>, de 2 ec8c0>, d04e,s0+,2 -! 722! e2 Cd######.## %

VII. VII.

CONC CONCLU LUSI SION ONES ES## #### #### #### #### #### #### #### #### #### #### #### #### ###. #...# ..# '

VIII. VIII.

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INDICE

I.

RESU RESUM MEN #### ###### #### ### ##### ###### #### ### ##### ##### ##### ##### ####. ###. $

II II..

NOME NOMENC NCLA LATU TURA RA #### ###### #### #### #### #### #### #### #### #### #### #### ###. #... .. %

II III. I.

INTR INTROD ODUC UCCI CI&N &N## #### #### #### #### ###. #.## #### #### #### #### #### #### #### ###. #... '

IV. IV.

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V.

FUNDAMENTO TEORICO •

C+,ce-+s (/s0c+s 1!e2c0+,es 3 e+!e4s5############.#.. 6

•

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VI.

METODOLOGÍA •

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VII. VII.

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VIII. VIII.

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RESUMEN La desa!"a de #a$%&es' ()! *+s s,*(-e %&e (a!e.a' es %&,.+ &$a de -as (!a#,as *+s &#,-,.adas e$ -a ,$d&s#!,a/ T)d) (!)es) %&e se --ea a a) e$ &$ #a$%&e ,$-&e &$ (!)es) de a,ad) de- *,s*)/ Es ()! e--) -a "!a$ ,*()!#a$,a de es#a )(e!a,3$  s& es#&d,)/ A -) -a!") de -a (!+#,a se es#&d,3 e- a,ad) de #a$%&es )$ #&)s de d,4e d,4e!e !e$# $#e e d,+* d,+*e# e#!) !)  e- e4e e4e#) #) de -)s -)s *,s*) *,s*)s s e$ -a e-) e-), ,da dad/ d/ Pa!a Pa!a -)s -)s #&) #&)s s se )#&,e!)$ !es&-#ad)s sa#,s4a#)!,)s' $)#a$d) %&e &$a d,s*,$&,3$ e$ e- d,+*e#!) e$ e#&)

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C)*( C)*(-e -e*e *e$# $#a! a!,a ,a*e *e$# $#e e se es#& es#&d, d,3 3 e- 4e$3 4e$3*e *e$) $) e$ &$a &$a )-& )-&*$ *$a' a' )$ )$ -a &a&a-'' des"!a,ada*e$#e' des"!a,ada*e$#e' $) se )#&,e!)$ -)s !es&-#ad)s %&e se 5&,e!a desead)/

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NOMENCLATURA

Cd d1 D ρ

" H P1  P2 Q Re C C Td µ

v 1  v 2

v

C)e4,,e$#e de desa!"a D,+*e#!) de- #&) 6*7 D,+*e#!) de- !e,(,e$#e 6*7 De$s,dad de- 4-&,d) 6" 8 *97 Ae-e!a,3$ de -a "!aedad 6*28s7 A-#&!a de- !e,(,e$#e 6*7 P!es,)$es de -)s (&$#)s 1  2 !es(e#,a*e$#e Ca&da6* 98s7 N&*e!) de Re$)-ds C)e4,,e$#e de e-),dad C)e4,,e$#e de )$#!a,3$ T,e*() de desa!"a 6s7 V,s)s,dad de- 4-&,d) 6:"8*/s7 Ve-),dades de- 4-&,d) e$ -)s (&$#)s 1  2 !es(e#,a*e$#e e-),dad de- 4-&,d) 6*8s7

INTRODUCCION E- *)de-a*,e$#) *a#e*+#,) es e- (!)es) de !ea,3$ de &$a !e(!ese$#a,3$ *a#e*+#,a de a-";$ 4e$3*e$) e$ !a.3$ de )$se"&,! &$ *e<)! e$#e$d,*,e$#) de4e$3*e$)/ Es &$ (!)es) e$ e- &a- se a*,a -a )se!a,3$ )$ e- es#a-e,*,e$#)

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s,*3-,)/ D&!a$#e -a )$s#!&,3$ de &$ *)de-)' e- *)de-,s#a dee!+ de,d,! %&= 4a#)!es

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O()ETIVOS O@e0?+ Ge,e!2: •

S,*&-a! e- #,e*() de a,ad) de &$ #a$%&e ,-@$d!,) de desa!"a -a#e!ade- 4-&,d)/

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O@e0?+s Es-ec9=0c+s: De#e!*,$a! e- #,e*() !e%&e!,d) (a!a

•

a,a! )*(-e#a*e$#e e- #a$%&e/ De#e!*,$a! -)s )e4,,e$#es

•

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a,ad) de &$ #a$%&e 6Cd'C'C7 •

Ca-&-a! -a e-),dad !ea-  #e3!,a/

•

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e?(e!,*e$#a-*e$#e (a!a )#e$e! e- a-)! de C d/ Rea-,.a!

•

e- d,se>) e?(e!,*e$#a- de-

#a$%&e/

MARCO TE&RICO

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*



F28+ -+! 8, +!0=0c0+ e, 2 -!ed de 8, ,;8e S&(3$"ase &$ )!,4,,) de (e%&e>a se,3$ s)!e -a (a!ed -a#e!a- de &$ #a$%&e )$ 4-&,d) a (!es,3$ e$ e- ,$#e!,)!' ()! e
Figura 1. Líneas de corriente en la descarga de un chorro desde un depósito por un orificio. D)= diámetro del orificio. D= diámetro de la vena contracta

De,d) a -a (!es,3$ ,$#e!,)!' ()! e- )!,4,,) se (!)d&,!+ &$a desa!"a de a"&a' #a$#) *a)! &a$#) *a)! sea e- #a*a>) de- )!,4,,)' e$ -a d,!e,3$ (e!(e$d,&-a! a -a (a!ed/ L3",a*e$#e e- 4-&,d) sa-e a #!a=s de #)da -a se,3$ de- )!,4,,)' (e!) e$ !ea-,dad -a d,!e,3$ de -a e-),dad e$ ada ()s,,3$ es d,s#,$#a/ E$ e4e#)' -a 4)!*a de -as -@$eas de )!!,e$#e ()! e- ,$#e!,)! de- #a$%&e 5ae %&e e$ -a se,3$ de- )!,4,,) e- e#)! e-),dad #e$"a e$ ada (&$#) &$a )*()$e$#e !ad,a- 5a,a e- e
5)!!) e$ -a %&e -a se,3$ es *@$,*a se des,"$a )*) vena contracta/ E- e4e#) de e$a )$#!a#a es #a$#) *+s a&sad) &a$#) *+s ,)s sea$ -)s )!des de- )!,4,,) ()!

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6



e- ,$#e!,)! de- #a$%&e' (&es *+s d,4,&-#ad #,e$e$ e$#)$es -as -@$eas de )!!,e$#e (a!a ada(#a!se a -a "e)*e#!@a/

A#e$d,e$d) a -a $)#a,3$ de -a Figura 2 ' -a a!"a H s)!e e- )!,4,,) se *,de de- e$#!) de- )!,4,,) a -a s&(e!4,,e -,!e de- -@%&,d)/ Se s&()$e %&e -a a!"a (e!*a$ee )$s#a$#e  %&e e- de(3s,#) es#+ a,e!#) a -a a#*3s4e!a/

LA ECUACI&N DE (ERNOULLI' a(-,ada desde &$ (&$#) 1 e$ -a s&(e!4,,e -,!e 5as#a e- e$#!) de -a e$a )$#!a#a' (&$#) 2' es#a-ee %&e

E$ es#e as)' -as (!es,)$es p1  p2 ' s)$ ,"&a-es a -a (!es,3$ a#*)s4=!,a -)a- %&e se #)*a )*) !e4e!e$,a/ Ge$e!a-*e$#e' -a e-),dad e$ -a s&(e!4,,e -,!e' v1' es s&4,,e$#e*e$#e (e%&e>a' dada -a "!a$ se,3$ de- de(3s,#)' (a!a ()de! des(!e,a!-a 4!e$#e a- !es#) de #=!*,$)s/ S, ade*+s #)*a*)s e- (&$#) 2 )*) (&$#) de !e4e!e$,a de e-ea,3$' e$#)$es Z1-Z2 H / C)$ #)d) es#)' -a e&a,3$ 617' se es!,e )*)

Q&e es -a e?(!es,3$ de- TEOREMA DE TORRICELLI/

Figura 2. horro descargado a trav!s de un orificio

UNCP - FIQ

B



La e?(!es,3$ 627 (!)()!,)$a ;$,a*e$#e -a e-),dad #e3!,a' a %&e se des(!e,a$ -as (=!d,das e$#!e -)s d)s (&$#)s/ E- ),e$#e e$#!e -a e-),dad !ea-' v "'  -a #e3!,a' v ' !e,e e- $)*!e de c+e=0c0e,e de ?e2+c0dd  v' es de,!

Y ()! -) #a$#)

La desa!"a !ea-' #' de- )!,4,,) es e- (!)d&#) de -a e-),dad !ea- e$ -a e$a )$#!a#a ()! e- +!ea de- 5)!!)/ E- ),e$#e e$#!e e- +!ea de- 5)!!) e$ -a e$a )$#!a#a' $2 '  e+!ea de- )!,4,,)' $o' se --a*a c+e=0c0e,e de c+,!cc0>,  c 

De *)d) %&e e- +!ea e$ -a e$a )$#!a#a es  c $ %  ()! #a$#)' -a desa!"a !ea- es

Es 5a,#&a- )*,$a! -)s d)s )e4,,e$#es a$#e!,)!es e$ &$) s)-) de$)*,$ad)

C+e=0c0e,e de desc!"  &

De *)d) %&e -a desa!"a !ea- ) a&da- ,e$e dada ()!

Las (=!d,das e$#!e -)s (&$#)s 1  2 $) ad*,#e$ &$ +-&-) a$a-@#,)' ()! -) %&e e)e4,,e$#e de e-),dad  v dee se! de#e!*,$ad) e?(e!,*e$#a-*e$#e/ E- (!)es) de )#e$,3$ e?(e!,*e$#a- de  v ' (&ede !ea-,.a!se ()! *ed,) de d)s *=#)d)s d,4e!e$#es a7 Med0c0>, d0!ec de 2 ?e2+c0dd !e2 v "/ La de#e!*,$a,3$ de v" se !ea-,.a )-)a$d) &$ #&) de (,#)# e$ -a e$a )$#!a#a/

UNCP - FIQ





7 M+d+ de 2 !3ec+!0 / S, se *,de -a ()s,,3$ de &$ (&$#) )!!,e$#e aa<) s)!e -a #!ae#)!,a de &$ 5)!!) -,!e desde -a e$a )$#!a#a 6 Figura 2 7' es ()s,-e a-&-a! -a e-),dad !ea- v "/ S, se des(!e,a -a !es,s#e$,a de- a,!e' -a )*()$e$#e 5)!,.)$#a- de -a e-),dad $) a*,a  ()! #a$#) &$a ()s,,3$ de ))!de$ada ' a -) -a!") de- 5)!!) 6)*) e- (&$#) 97

,$a-*e$#e a (a!#,! de v "' es ()s,-e de#e!*,$a! e- )e4,,e$#e de e-),dad a (a!#,! de -a e&a,3$ 697/ A- ,"&a- %&e )&!!e )$ e- )e4,,e$#e de e-),dad' e$ "e$e!a- $) se (&ede a-&-a! a$a-@#,a*e$#e -a *a"$,#&d de -a )$#!a,3$'  c '  es $eesa!,) !e&!!,! $&ea*e$#e a *=#)d)s e?(e!,*e$#a-es/ E- (!)ed,*,e$#) e$ es#e as) )$s,s#e e$ -a *ed,,3$ d,!e#a de- d,+*e#!) de- 5)!!) e*(-ea$d) (a!a e--) a-,!ad)!es e?#e!$)s/ ,$a-*e$#e' &$a e. de#e!*,$ad)s -)s )e4,,e$#es de e-),dad  de )$#!a,3$' e)e4,,e$#e de desa!"a se de#e!*,$a a(-,a$d) -a e&a,3$ 67/ La e&a,3$ 67 es +-,da (a!a &a-%&,e! #,() de )!,4,,) ) )%&,--a' a!,a$d) ;$,a*e$#e e$ ada as) -)s a-)!es de -)s )e4,,e$#es de e-),dad' de )$#!a,3$  de desa!"a/ E$ -a Figura ( se (!ese$#a$ -)s a-)!es e?(e!,*e$#a-es de es#)s )e4,,e$#es )#e$,d)s (a!a #!es #,()s de )%&,--a de se,3$ ,!&-a!/

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<



La (=!d,da de a!"a e$ e- 4-&<) e$ &$ )!,4,,) (&ede de#e!*,$a!se a(-,a$d) -a e&a,3$ de e$e!"@a )$ &$ #=!*,$) de (=!d,das' hp' (a!a -a d,s#a$,a e$#!e -)s (&$#)s 1  2 6Figura 2 7

C)$s,de!a$d) des(!e,a-e -a e-),dad e$ -a s&(e!4,,e -,!e de- 4-&,d)' s&s#,#&e$d) ea-)! de -a e-),dad !ea- e$ e- (&$#) 2 6e&a,3$ F7  #)*a$d) -a (!es,3$ a#*)s4=!,a -)a- )*) (!es,3$ de !e4e!e$,a  -a )#a "e)*=#!,a de- (&$#) 2 )*) !e4e!e$,a de e-ea,3$' a (a!#,! de -a e&a,3$ 6107 se )#,e$e %&e -as (=!d,das de a!"a s)$

E- )e4,,e$#e de desa!"a de -a )%&,--a' &' se )#,e$e a (a!#,! de- (!)d&#) de -)s a-)!es de- )e4,,e$#e de )$#!a,3$  de- )e4,,e$#e de e-),dad 6e&a,3$ 7/ S,$ e*a!")' es#e )e4,,e$#e de desa!"a (&ede )#e$e!se #a*,=$ )*) e- ),e$#e e$#!e e- a-)! de- a&da- !ea-' %&e se *,de d,!e#a*e$#e *ed,a$#e e- *=#)d) )-&*=#!,) des!,#) e$ e- a(a!#ad) a$#e!,)!  e- a-)! de- a&da- #e3!,) de -a desa!"a' dad) ()!

De es#e *)d)' e- )e4,,e$#e de desa!"a ,e$e dad) ()!

UNCP - FIQ

<<



REGLAS HEURÍSTICAS PARA EL DISEO DE TANQUES

.<.J DISEO DE UN TANQUE 

C)s#) de- #a$%&e C#  P!e,) de- *a#e!,a- ? (es) de- *a#e!,aPes) de- *a#e!,a-   

( ? # ? AT

///////////////////////////////////// 61F7

AT  AL 2 A

///////////////////////////////////// 617

AL 2 π ! H

/////////////////// 61K7

A 

D 2

π

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/////////////////////////////////// 617

Ree*(-a.a$d) 2  π D   K ρ t π .D.H +  2  

///////////////// 617

V)-&*e$ a a-*ae$a! V K

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π D

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<



De 617 des(e
4v

////////////////////////////////// 6207

D 2

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Ree*(-a.a$d) 6207 e$ 617

 4π Dv π D  +   ρ t   2  π D  2

2

 4v π D    ρ t  +  2   D 2

// 6217

M,$,*,.a$d) !es(e#) a- d,+*e#!) ∂w ∂ D 4v

D

2

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KJ

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4v

////////////////////////////////// 6227

π

Ree*(-a.a$d) 617 e$ 6227 $

D K

4

x

D 2 H

π

π

4

P)! -) #a$#) (a!a d,se>a! #a$%&es ,-@$d!,)s

se dee &#,-,.a! -a s,"&,e$#e

!e-a,3$ D

=1

H

MODELO FÍSICO

UNCP - FIQ

<$



Fig.)* +an,ue de descarga lateral.

$.<.J V!0@2es: H' 5 A-#&!as 6*7 D D,+*e#!) de- #a$%&e/ 6*7 d D,+*e#!) de- #&) de desa!"a/6*7 # T,e*()/ 6s7

(2,ce de Me!0: E + P = S +C + A C)*) E  0' P  0' C  0' e$#)$es

−S = A

UNCP - FIQ

<%



L8e"+: − ρ3 ∆V3 = ρ ∆V 1 1

C)*) 1  9' e$#)$es V1 =∆ V 3 − ∆

−  D 4 π

2

 ∆h =  π d ÷ 4  

2

 ∆s ÷ 

− ( D ) ∆h = ( d ) ∆s 2

2

∆t  a(-,a$d) -@*,#es' se #,e$e

L) d,,d,*)s e$#!e

− Lim ( D ) ∆h = Lim ( d 2

∆t →0

∆t →0

2

) ∆s 

dh ds −  ÷ D =  ÷ d  dt   dt  2

2

Sae*)s %&e

E$#)$es

6297

'.J (2,ce de E,e!"9 De -a e&a,3$ de Be!$)&--,' a(-,+$d)-) e$#!e -)s (&$#)s 1  9' se #,e$e

UNCP - FIQ

<'



v12 z1 + 2 g C)*)

z1 − z 3 =

+

v1

P 1 γ1

≈

v32

= z + 3

0  P1

v32 2 g

+ P 3

γ 3

= P 3 ' se #,e$e

 )*) z − z ≈ h 1

2 g

3

2

h

v3

v3

= 2 g

=v =

 de- &a- se #,e$e

2 gh La e-),dad #e3!,a' (e!) s,$ )$s,de!a! -as (=!d,das e$#!e -)s (&$#)s

1  9' e$#)$es -a e-),dad !ea- se!+

// 62F7

Ree*(-a.a$d) -a e&a,3$ 62F7 e$ -a e&a,3$ 6297' se )#,e$e

Sa,e$d) %&e

I$#e"!a$d)

Se )#,e$e e- #,e*() de desa!"a

UNCP - FIQ

<*



D)$de #

 #,e*() de desa!"a 6s7

CD  )e4,,e$#e de desa!"a A2  +!ea de- 5)!!) e$ -a e$a )$#!a#a 6*27 A0  +!ea de- )!,4,,) de sa-,da 6*27 D  d,+*e#!) de- #a$%&e 6*7 d  d,+*e#!) de- )!,4,,) de sa-,da 6*7 5  a-#&!a de- a"&a e$ e- #a$%&e 6*7 "  "!aedad 6' *8s27

METODOLOGÍA

<. MATERIALES Y EQUIPOS 

U$ !e,(,e$#e )$ 4)!*a de ,-,$d!) )$ #&) de sa-,da 6(a!a e- 4-&,d)7



U$a (!)e#a de 100 *L/



U$ !)$3*e#!)/



U$a 5&,$5a/

<c4

<c4

.'c4 *.'c4

UNCP - FIQ

<6



. PROCEDIMIENTO J

A)$d,,)$a! e- e%&,() (a!a !ea-,.a! -a (!+#,a/



L-e$a! e- !e,(,e$#e )$ a"&a 5as#a -a a-#&!a de 10 *' #e$,e$d) e$ &e$#a %&e dee es#a! #a(ad) e- #&) de sa-,da de- 4-&,d)/



Med,! e- #,e*() de a,ad) e$ ada (!&ea a &$a de#e!*,$ada a-#&!a/



Med,! e- )-&*e$ de a"&a e$ ada (!&ea a &$a de#e!*,$ada a-#&!a/ 

M,da -as d,s#a$,as X  Y 6A-a$e  a-#&!a de- 5)!!) !es(e#,a*e$#e7' )$

-a a&da de &$a 5&,$5a/

$. DATOS EPERIMENTALES A-#&!a de- !e,(,e$#e 6H7  10 * D,+*e#!) de- !e,(,e$#e 6D 7  10* D,+*e#!) de- )!,4,,) de sa-,da 6d 70/ * Te*(e!a#&!a de- a"&a  1K/C "  ae-e!a,3$ de -a "!aedad  0 *28s

D+s e-e!04e,2es: CORRIDAS 0 1 2 9 F  K    10

UNCP - FIQ

ALTURA 6C*7 10    K  F 9 2 1 0

TIEMPO DE VACIADO6S7 ' ' F' 0' F'K F'1 9'1 9F'K 2'K 1' 0



%.< CLCULOS PARA EL TIEMPO DE VACIADO PARA EL TANQUE CILÍNDRICO: G!/=0c+ de2 s0se4

<c4

<c4

.'c4 *.'c4



CALCULOS TE&RICOS:

•

UNCP - FIQ

C/2c82+ de 2 ?e2+c0dd !e2 1?R5

<



•

C2c82,d+ 2 ?e2+c0dd e>!0c 1V5 V t = ( 2 gh )1 / 2

UNCP - FIQ

•

C2c82,d+ e2 c8d2 !e2 1QR5

•

C8d2 e>!0c+ 1QT5

•

C+e=0c0e,e de desc!"

•

C+e=0c0e,e de ?e2+c0dd

•

C+e=0c0e,e de c+,!cc0>,:





Re

=

ρ × d ×ν µ

Ade*+s

D)$de a -a #e*(e!a#&!a de 1K/ C ρ

 De$s,dad de- L@%&,d)  0/ "8*9

d  D,+*e#!) de- #&)  0/ * µ

 V,s)s,dad de- -@%&,d)  1/12F ? 102 "8*2s

  Ve-),dad de- -,%&,d) e$ e- #&)  62"57182 *8s "  G!aedad /1102*8s2

Re  2100

6LUJO LAMINAR7

F000  Re  10

6LUJO TURBULENTO7

Re20,d+ 2+s c/2c82+s e>!0c+s +@e,e4+s 2s s0"80e,es @2s:

)!!,das

a-#&!a 6 *7

)-&*e$6*97

e-),dad6*8s7

0

10

785,4

140,0714104

1

9

706,86

132,8834075

2

8

628,32

125,2836781

3

7

549,78

117,1921499

4

6

471,24

108,4988479

5

5

392,7

99,04544412

6

4

314,16

88,58893836

7

3

235,62

76,72027112

8

2

157,08

62,64183905

9 10

1 0

78,54 0

44,29446918 0

)!!,das

0

H 6*7

10

UNCP - FIQ

)-&*e$6*97

785,4

#,e*() 6s7

57,14285714

Re

#,e*() 6s7

6193,70128 7 5875,86096 4 5539,81484 4 5182,02228 3 4797,62038 7 4379,60818 1 3917,24064 3 3392,42990 9 2769,90742 2 1958,62032 1 0

57,142857 1 54,210474 2 51,110125 2 47,809144 4 44,262666 8 40,406101 8 36,140316 1 31,298431 9 25,555062 6 18,070158 1 0

Q(cm3/s) 13,7445

-)" Q

L)" H

1,1381289 5 1

<


ANALISIS Y SIMULACION

13,0391775 9 12,2934545 3 11,4994737 3 10,6464439 2 9,71882915 4

DE PROCESOS QUIMICOS I 0,9542425 1,1152502 1 1,0896739 0,9030899 4 9 1,0606779 0,8450980 7 4 1,0272045 0,7781512 7 5 0,9876139 5 0,69897 0,9391589 0,6020599 4 9 0,8766895 0,4771212 7 5 0,7886439 4 0,30103 0,6381289 5 0

1

9

706,86

54,21047417

2

8

628,32

51,1101252

3

7

549,78

47,80914437

4

6

471,24

44,26266681

5

5

392,7

40,40610178

6

4

314,16

36,14031612

7

3

235,62

31,29843186

8

2

157,08

25,5550626

8,69278506 7,52817269 2 6,14672726 3

9 10

1 0

78,54 0

18,07015806 0

4,34639253 0 0

0

G!a4,a$d) L)" 5 s L)" Q #e$e*)s

UNCP - FIQ





UNCP - FIQ

$



)!!,das

H 6*7

)-&*e$6*97

#,e*() 6s7

0

10

785,4

59,5

1

9

706,86

58,7

2

8

628,32

54,9

3

7

549,78

50,8

4

6

471,24

47,6

5

5

392,7

45,1

6

4

314,16

39,1

7

3

235,62

34,6

8

2

157,08

28,6

9 10

1 0

78,54 0

19,9 0

Q(cm3/s) 13,2 12,0419080 1 11,4448087 4 10,8224409 4 9,9 8,70731707 3 8,03478260 9 6,80982659 5,49230769 2 3,94673366 8 0

-)" Q

1,1205739 3 1,0806953 1 1,0586085 4 1,0343252 2 0,9956351 9 0,9398843 6 0,9049741 3 0,8331360 5 0,7397548 6 0,5962378 2 0

-)"H

1 0,9542425 1 0,9030899 9 0,8450980 4 0,7781512 5 0,69897 0,6020599 9 0,4771212 5 0,30103 0 0

C/2c82+s c+, ,8es!+s d+s e-e!04e,2es: G!a4,a$d) L)" 5 s L)" Q #e$e*)s

UNCP - FIQ

%



y = m. x + b

Pa!a -a !e#a !ea-,.a*)s &$ a<&s#e -,$ea- De d)$de de4,$,*)s

$  18*

L+" Q K 4. L+" 7  @

= 10 b.n

Des(e
Q2

Sae*)s %&e

Q2 = Cd . A2 .

h

627

2 gh

Ea-&a*)s e- a&da- 6Q27

IDEAL:

Q2

=

Cd I . A2 .n

2 gh

62/17

D)$de CdI  )e4,,e$#e de desa!"a ,dea-  1

EPERIMENTAL:

Q2 e

=

Cd e . A2 .n

62/27

2 gh

DONDE: Cd e  )e4,,e$#e de desa!"a e?(e!,*e$#a De d)$de !ee*(-a.a$d) 62/17 e$ -a e&a,)$ 627 Q2

b n =10 .

Cd I

h

10

=

Cd I . A2 .n

2 gh

b

=

A2 .n 2 g

62K7

De d)$de des(e
UNCP - FIQ

'



Y (a!a &$   1/1 %&e es e- )#e$,d) *ed,a$#e -)s *)de-)s a des!,#)s (a!a d,s#,$#)s #,e*()s/  Ree*(-a.a$d) 62/27 e$ -a e&a,)$ 627 Q

2e

Cd e

10

b

=10 .n he = Cd e . A2 .n 2 ghe

b

=

A2 .n 2 g

627

C)$ -a e&a,3$ 627 ()de*)s ea-&a! $   (!)ede$#es de da#)s e?(e!,*e$#a-es de a&da- 6Q2e7 (a!a d,s#,$#as a-#&!as 65e7 e$ e- #a$%&e/

DISEO DE EPERIMENTOS 1DOE 5 E- d,se>) de e?(e!,*e$#)s es &$ )$<&$#) de #=$,as *a#e*+#,as %&e (e!*,#e$' de &$a 4)!*a *e#3d,a' de#e!*,$a! -a !e-a,3$ %&e e?,s#e e$#!e -)s 4a#)!es )$#!)-a-es 6 ' i 7  -)s $) )$#!)-a-es 6  i 7 %&e a4e#a$ a &$ (!)es)' )$ s&6s7 a!,a-e6s7 de sa-,da 6s7 6 . i 7/ E- *)de-) "e$e!a- de &$ (!)es) ) s,s#e*a e$ es#&d,) se ,-&s#!a e$ -a ,"/

Fig. 3. /odelo general de un proceso o sistema 0/ontgomer &. 2%%1

E- &34 )$s,s#e e$ !ea-,.a! $ (!&eas e$ d)$de -)s 4a#)!es *+s !e-ea$#es s)$ a!,ad)s s,s#e*+#,a*e$#e (a!a a$a-,.a! s&s e4e#)s' ,$#e!a,)$es  s,$e!",as e$ e- s,s#e*a  ()! )$s,"&,e$#e' ,de$#,4,a! -as )$d,,)$es 3(#,*as/ Es#)' e$ )$se&e$,a' !es&-#a e$ &$ *a)! )$),*,e$#) de- 4e$3*e$) e$ es#&d,)' (e!*,#,e$d) &$a d,s*,$&,3$ e$ e- e!!)!

UNCP - FIQ

*



e?(e!,*e$#a-  e$ e- #a*a>) de- e?(e!,*e$#)  ()! -) #a$#)' e$ )s#)s/

Pa!a )$s#!&,! &$ &e$ d,se>)' se dee e-e",! &,dad)sa*e$#e e- *e$)! $;*e!) de e?(e!,*e$#)s a !ea-,.a! a<) )$d,,)$es )$#!)-adas/ E?,s#e$ &a#!) (as)s (a!a )$s#!&,! &$ d,se>)

1/ Re)$),*,e$#)  (-a$#ea*,e$#) de- (!)es) e$ es#&d,)/

2/ E-e,3$ de -)s 4a#)!es %&e a$ a se! )$#!)-ad)s d&!a$#e e- e?(e!,*e$#) 6a!,a-es de d,se>)7  -)s $,e-es ) ,$#e!a-)s de a!,a,3$/ 9/ Se-e,3$ de -as a!,a-es %&e se!+$ *ed,das (a!a des!,,! -a e?(e!,*e$#a,3$ 6a!,a-e !es(&es#a7/

F/ E-e,3$ de- d,se>) e?(e!,*e$#a- de a&e!d) )$ e- ))' (!e,s,3$ de -as a!,a-es !es(&es#a  )s#)s/

. DESCRIPCI&N DEL EQUIPO:

<c4

<c4

.'c4 *.'c4

. IDENTIFICACI&N Y SELECCI&N DE FACTORES Y NIVELES. Va!,a-es )$s#a$#es

UNCP - FIQ

6



VARIA(LES

SIM(OL D H d T

D,+*e#!) de- ,-,$d!) A-#&!a de- ,-,$d!) D,+*e#!) de- )!,4,,) Te*(e!a#&!a de- 4-&,d)

VALOR 10 * 10* 0/* 1K/ C

VARIA(LES NO CONTROLA(LES: VARIABLES Z1 a&daQ 6*98s7 Z2e-),dad 6*8s7 Z9)-&*e$ V6*97 ZF)e4,,e$#e de desa!"a Cd

MINIMOS 9'F1 ?10K 0'FF /F?10 0'FK

MAXIMOS 2/F?10 1/F /?10F 0'2

VARIA(LES RESPUESTAS CORRIDAS 1 2 9 F  K  

ALTURA 6*7 0'10 0'0 0'0 0'0K 0'0F 0'09 0'02 0'01

TIEMPO DE VACIADO6S7 ' ' 0' F'K 9'1 9F'K 2'K 1'

P-a$#,--a )$ &a#!) a!,a-es' 4!a,)$ad) *,#ad de 2F   (!&eas

(!&ea 1 2 9 F  K

UNCP - FIQ

Z1 1 1 1 1 1 1

Z2 1 1 1 1 1 1

Z9 1 1 1 1 1 1

ZF 1 1 1 1 1 1

B



 

1 1

1 1

1 1

1 1

CLCULOS DE LA REGRESION

A,/20s0s de !e"!es0>,: Td ?s. <  $ % La ecuación de regresión es Td = 246 - 19110 Z1 - 4,48 Z2 - 15924 Z3 - 393 Z4

redic!or Cons!an!e Z1 Z2 Z3 Z4

Coef 246,38 -19110 -4,4#9 -15924 -393,33

$ = 2,56060

Coef. de "" 15,01 #6889 1,886 2563 30,18

T 16,42 -0,25 -2,3# -6,21 -13,03

%-cuad. = 98,6&

 0,000 0,820 0,098 0,008 0,001

%-cuad.'a(us!ado) = 96,8&

*n+isis de ariana /uen!e %egresión "rror residua To!a

/uen!e Z1 Z2 Z3 Z4

L 1 1 1 1

UNCP - FIQ

L 4 3 #

$C 1404,43 19,6# 1424,10

C 351,11 6,56

/ 53,55

 0,004

$C sec. 0,41 36,98 253,13 1113,92





A,/20s0s de !e"!es0>,: 28! ?s. <  $ % La ecuación de regresión es a!ura = 0,604  0 Z1 - 0,00#14 Z2 - 31,8 Z3 - 1,10 Z4

redic!or Cons!an!e Z1 Z2 Z3 Z4

Coef 0,60350 0,0 -0,00#143 -31,84# -1,10000

$ = 0,00408248

Coef. de "" 0,02815 105,0 0,002062 3,6## 0,05##4

%-cuad. = 99,3&

T 21,44 0,00 -3,46 -8,66 -19,05

 0,000 1,000 0,041 0,003 0,000

%-cuad.'a(us!ado) = 98,5&

*n+isis de ariana /uen!e %egresión "rror residua To!a

/uen!e Z1 Z2 Z3 Z4

L 1 1 1 1

L 4 3 #

$C 0,00#5000 0,0000500 0,00#5500

C 0,0018#50 0,000016#

/ 112,50

 0,001

$C sec. 0,0000000 0,0002000 0,0012500 0,0060500

Ta-a de !es&*e$ de -)s !es&-#ad)s )#e$,d)s de- (!)"!a*a

RESPUESTA

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a,ad) Se (!)ede a e-,*,$a! #)d)s -)s %&e e$ a-)! as)-&#) s)$ *e$)!es a- # de -a #a-a %&e (a!a  (!&eas  a- W es 1/K !es(&es#a

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CONCLUSIONES 

Se de#e!*,$3 e- *)de-) *a#e*+#,) (a!a e- +-&-) de #,e*() de a,ad) de &$ #a$%&e ,-@$d!,) de desa!"a de- 4-&,d) ()! -a (a!#e -a#e!a-/



Se -)"!3 a-&-a!  a$a-,.a! -a de#e!*,$a,3$ de- #,e*() de desa!"a' #a$#) ()! +-&-)s #e3!,)s  ()! -a (a!#e e?(e!,*e$#a- ,s&a-,.a$d) &$a a!,a,3$ e$ -)s !es&-#ad)s )#e$,d)s/



Se de#e!*,$3 e- )e4,,e$#e de desa!"a e- &a- es e%&,a-e$#e a 0/F/



Se de#e!*,$) e- )e4,,e$#e de e-),dad 6C7 %&e es ,"&a- a 0/9/



E- a&da- #e3!,) es



La e-),dad #e3!,a es 1/ *8s  e- e?(e!,*e$#a- es 1/F *8s//



Se de#e!*,$3 e- )e4,,e$#e de )$#!a,3$ 6C7 es 0/ -) &a- ,$d,a -a !e-a,3$

 e- e?(e!,*e$#a- es

de- +!ea de- e$a )$#!a#a de- 4-&,d) A2  e- +!ea de- )!,4,,) A0/ 

Se -)"!3 5a--a! &$a e&a,3$ ad,*e$s,)$a- )$ -as e&a,)$es de -as "!a4,as (a!a de#e!*,$a! e- )e4,,e$#e de desa!"a C D Cd e

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ANEOS APLICACIONES INDUSTRIALES DE TANQUES L)s #a$%&es ,-@$d!,)s #,e$e$

&$ -&"a! e$ -a

,$d&s#!,a )*) 5e!!a*,e$#as de

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L+s T,;8es de P!+d8cc0>, 3 A24ce,40e,+: L)s #a$%&es (&ede$ se! -as,4,ad)s se";$ s& 4)!*a de )$s#!&,3$' ) s& &s) (a!a (!)d&,3$ ) a-*ae$a*,e$#)'  4,$a-*e$#e ()! e- #,() de -@%&,d) %&e a$ a )$#e$e!/ E$ -)s #a$%&es de (!)d&,3$ se (!)d&e -a (!,*e!a !e)-e,3$  e- (!,*e! (!)esa*,e$#) de se(a!a,3$/ Es#e (!,*e! (as) e$ -a *a$,(&-a,3$' (!e,) a- e$@) a -a !e4,$e!@a ) a &$ s,s#e*a de (!)esa*,e$#) de "as' se da e$ &$a a#e!@a de #a$%&es ) a#e!@a )-e#)!a -)a-,.ada e!a de- ae.a- de- ().)' ) e$ &$ -&"a! d)$de es #!a#ada -a (!)d&,3$ de a!,)s ().)s a -a e./ U$a a#e!@a #,() &e$#a )$ )-e#)! (a!a -a e$#!ada de 90 ().)s' se(a!ad)! de "as' a-e$#ad)!es' #a$%&es de (!)d&,3$ "e$e!aUNCP - FIQ

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INFORME

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