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ALL U2 Balance de Masa

Realizar el análisis del estado estacionario de reactores, realizando el balance de masa entre cada uno de ellos. Utilizando la inversa o Crammer ya que son sistemas consistentes.

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ALL U2 Balance de Masa

  1. 1. Revisión: Octubre 2015 Tweets: #AlgebraLinealUptx1 Nota Importante: Por cada falta de ortografía se penalizará con un punto. Estudio de Casos: Ecuaciones Algebráicas lineales Análisis en estado estacionario de un sistema de reactores Uno de los principios de organización más importantes en la ingeniería química es la conservación de la masa (apéndice A la tabla 1.1). En términos cuantitativos, el principio se expresa como un balance de masa que toma en cuenta todas las fuentes y sumideros de un fluido que entra y sale de un volumen (figura 1). En un periodo finito, Esto se expresa como: 𝑨𝒄𝒖𝒎𝒖𝒍𝒂𝒄𝒊ó𝒏 = 𝒆𝒏𝒕𝒓𝒂𝒅𝒂𝒔 – 𝒔𝒂𝒍𝒊𝒅𝒂𝒔 Ecuación 1 UNIVERSIDAD POLITECNICA DE TLAXCALA ALGEBRA LINEAL DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN NOMBRECOMPLETO (Apellido Paterno, Materno, Nombres) _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ MATRICULA: _____________ _____________ _____________ FIRMA: UNIDAD II SISTEMAS LINEALES CARRERA: CUATRIMESTRE: GRUPO: NOMBREDEL FACILITADOR: Ing. Saúl Olaf Loaiza Meléndez FIRMA DELMAESTRO: Concentraciones esperadas Desarrollo de la Solución del Sistema por cualquier método. Transformación Matricial del sistema: Ax=b Balance de cada reactor tomando la Ecuación 2 Análisis1 +20 +15 +10 +5 Análisis2 +20 +15 +10 +5 Análisis3 +20 +15 +10 +5 Análisis5 +20 +15 +10 +5 Explica en términos cuantitativos cómo se comporta la masa. Explica en términos cuantitativos la acumulación Explica porque el balance de materia en un periodo infinito Explica muy poco la relación de los cuatro flujos Análisis4 +20 +15 +10 +5
  2. 2. Revisión: Octubre 2015 Tweets: #AlgebraLinealUptx2 Figura 1 Una representación esquemática del balance de masa El balance de masa representa un ejercicio de contabilidad para la sustancia en particular que se modela. Para el periodo en que se calcula, si las entradas son mayores que las salidas, la masa de la sustancia dentro del volumen aumenta. Si las salidas son mayores que las entradas, la masa disminuye. Si las entradas son iguales a las salidas, la acumulación es cero y la masa permanece constante. Para esta condición estable, o en estado estacionario, la ecuación (Ecuación 1) se expresa como: 𝑬𝒏𝒕𝒓𝒂𝒅𝒂𝒔 = 𝒔𝒂𝒍𝒊𝒅𝒂 Ecuación 2 Análisis 1: Emplee la conservación de la masa para determinar las concentraciones en estado estacionario de un sistema de reactores conectados de la Figura 2. Figura 2 Cinco reactores conectados por tuberías
  3. 3. Revisión: Octubre 2015 Tweets: #AlgebraLinealUptx3 Análisis 2: Lleve a cabo el mismo cálculo que en el Análisis 1, pero cambie: 𝐶01 = 40 𝑦 𝐶03 = 10. También cambie los flujos siguientes: 𝑄01 = 6, 𝑄12 = 4, 𝑄24 = 2 y 𝑄44 = 12 Análisis 3: Si la entrada al reactor 3 del análisis 1, disminuye 25%, Utilice la matriz inversa para calcular el cambio porcentual en la concentración de los reactores 1 y 4 Análisis 4. Debido a que el sistema que se muestra del análisis 1 está estacionario (estable). ¿Qué se puede afirmar respecto a los cuatro flujos: 𝑄01 𝑄03 , 𝑄44, 𝑄55? Análisis 5. Resuelva el mismo sistema del análisis 1 pero haga: 𝑄12 = 𝑄54 = 0 y 𝑄15 = 𝑄34 = 3. Suponga que las entradas (𝑄01, 𝑄03 ) y las salidas (𝑄44, 𝑄45) son las mismas. Use la conservación del flujo para calcular.
  4. 4. Revisión: Octubre 2015 Tweets: #AlgebraLinealUptx4 APENDICE A Leyes de Conservación en Ingeniería

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