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UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
POZA RICA – TUXPAM
PROGRAMA EDUCATIVO
INGENIERÍA QUÍMICA
EXPERIENCIA EDUCATIVA
INGENIERÍA DE PROCESOS
DOCENTE
ING. MIGUEL ANGEL MORALES CABRERA
TRABAJO
CONCEPTOS
ESTUDIANTE
CASTILLO CONTRERAS LUIS VALENTE
BLOQUE Y SECCIÓN
IQI-VII
21 DE AGOSTO DE 2015
MODELADO DE PROCESOS
Hay muchas razones para desarrollar la modelización de procesos. Mejorar o entender
la operación de un proceso químico es un objetivo global importante para desarrollar un
modelo dinámico del proceso. Estos modelos se usan frecuentemente para:
1. El adiestramiento del operario
2. El diseño del proceso
3. Diseño o análisis de sistemas de seguridad
4. Diseño del sistema de control
1. EL ADISTRAMIENTO DEL OPERARIO
Las personas responsables de la operación de un proceso químico de fabricación se
conocen operarios de proceso. Un modelo dinámico el proceso se puede usar para
realizar simulaciones para entrenar a los operadores de proceso, con la misma línea
que los simuladores de vuelo usan para entrenar a los pilotos de aviones. Los
operadores de proceso pueden aprender la respuesta condiciones molestas antes de
tener que experimentarlas en el proceso real.
2. EL DISEÑO DEL PROCESO
El modelo de un proceso dinámico se puede usar para diseñar adecuadamente los
equipos de un proceso químico a un ritmo de producción deseado. Por ejemplo, un
modelo de un reactor químico discontinuo se puede usar para determinar el tamaño
apropiado del reactor para producir un determinado producto a un ritmo deseado.
3. LA SEGURIDAD
Los modelos de procesos dinámicos se pueden también usar para diseñar sistemas de
seguridad. Por ejemplo, se pueden usar para determinar cuánto tiempo llevará después
de que una válvula falle para que el sistema alcance una cierta presión.
4. EL DISEÑO DEL SISTEMA DE CONTROL
Los sistemas de control por retroalimentación se usan para mantener las variables del
proceso en valores deseables. Por ejemplo, un sistema de control puede medir la
temperatura de un producto (una salida) y ajustar el flujo de vapor (una entrada) para
mantener esa temperatura deseada. Para sistemas complejos, particularmente aquellos
con muchas entradas y salidas, es necesario basar el diseño del sistema de control en
un modelo de proceso. También, antes de que un sistema de control complejo sea
implementado en un proceso, se prueba normalmente por simulación la actuación del
mismo usando simulación por computadora.
CLASIFICACIÓN DE LOS MODELOS MATEMÁTICOS
De acuerdo a la proveniencia de la información en que se basa el modelo, podemos
distinguir entre modelo heurístico, que se apoya en las definiciones de las causas o los
mecanismos naturales que originan el fenómeno en cuestión, y modelo empírico,
enfocado en los estudios de los resultados de la experimentación.
MODELOS CUALITATIVOS
Que pueden valerse de gráficos y que no buscan un resultado de tipo exacto, si no que
intentan detectar, por ejemplo, la tendencia de un sistema a incrementar o disminuir un
determinado valor.
MODELOS CUANTITATIVOS
Que por el contrario, necesitan dar con un número preciso, para lo cual se apoyan en
fórmulas matemáticas de variada complejidad.
MODELO DE SIMULACIÓN
Que intenta adelantarse a un resultado en una determinada situación, sea que ésta se
puede medir en forma precisa o aleatoria.
MODELO DE OPTIMIZACIÓN
Que contempla distintos casos y condiciones, alternando valores para encontrar la
configuración más satisfactoria.
MODELO DE CONTROL
A través de cual se pueden determinar los ajustes necesarios para obtener un resultado
particular.
GRADOS DE LIBERTAD
La diferencia entre el número de variables involucradas en un diseño y el número de
relaciones de diseño, se denomina grados de libertad. Si Nv, representa el número de
variables en un problema de diseño, Nr el número de relaciones de diseño, entonces los
grados de libertad Nd están dados por:
Nd = Nv – Nr
Donde:
Nd es el número de variables que se debe manejar para encontrar el mejor diseño.
Si Nv = Nr, Nd = 0; el problema tiene solución única
Si Nv < Nr, Nd < 0; el problema es sobre definid, únicamente es posible una solución
trivial.
Si Nv > Nr, Nd > 0; hay un número infinito de posibles soluciones.
CORRIENTE DE ENTRADA CORRIENTE DE SALIDA
METODO DE
CÁLCULO
INFORMACIÓN DE ENTRADA INFORMACIÓN DE ENTRADA
TIPOS DE DIAGRAMAS DE PROCESOS
DIAGRAMA DE BLOQUES
El diagrama de bloques es la representación gráfica del funcionamiento interno de un
sistema, que se hace mediante bloques y sus relaciones, y que, además, definen la
organización de todo el proceso interno, sus entradas y sus salidas. Un diagrama de
bloques de procesos de producción es utilizado para indicar la manera en la que se
elabora cierto producto, especificando la materia prima, la cantidad de procesos y la
forma en la que se presenta el producto terminado. Un diagrama de bloques de modelo
matemático es el utilizado para representar el control de sistemas físicos (o reales)
mediante un modelo matemático, en el cual, intervienen gran cantidad de variables que
se relacionan en todo el proceso de producción. El modelo matemático que representa
un sistema físico de alguna complejidad conlleva a la abstracción entre la relación de
cada una de sus partes, y que conducen a la pérdida del concepto global. En ingeniería
de control, se han desarrollado una representación gráfica de las partes de un sistema
y sus interacciones. Luego de la representación gráfica del modelo matemático, se
puede encontrar la relación entre la entrada y la salida del proceso del sistema.
DIAGRAMA DE INSTRUMENTACIÓN
Un diagrama de tuberías e instrumentación (DTI) es un diagrama que muestra el flujo
del proceso en las tuberías, así como los equipos instalados y el instrumental.
Un diagrama de tuberías e instrumentación (DTI) está definido por el Instituto de
Instrumentación y Control de la siguiente manera:
1. Un diagrama que muestra la interconexión de equipos de proceso e instrumentos
utilizados para controlar el proceso. En la industria de procesos, un conjunto
estándar de símbolos se utiliza para preparar los dibujos de los procesos. El
instrumento de símbolos utilizados en estos dibujos se basa generalmente
en Sistemas de Instrumentación y Automatización de la sociedad (ISA) Norma
S5. 1.
2. El principal esquema utilizado para la colocación de un proceso de control de la
instalación.
Para las instalaciones de procesamiento, es una representación pictórica de
Instrumentos clave de las tuberías y los detalles
Control y sistemas de cierre
Seguridad y los requisitos reglamentarios
Puesta en marcha e información operativa.
DIAGRAMA DE PROCESO
Un diagrama de flujo de proceso debe ser el armazón para estimar la inversión de
equipos y debe ser la fuente de especificaciones utilizada en el diseño y selección del
equipo. Es el único documento autorizado que se emplea para definir, construir y operar
un proceso químico.
Debe de incluir los números y nombres de identificación del equipo, las presiones y
temperaturas, identificaciones de servicios, y flujo másico/volumétrico de la corrientes
seleccionadas y una tabla de balance de materia ligada por medio de una clave de líneas
de proceso.
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
POZA RICA – TUXPAM
PROGRAMA EDUCATIVO
INGENIERÍA QUÍMICA
EXPERIENCIA EDUCATIVA
INGENIERÍA DE PROCESOS
DOCENTE
ING. MIGUEL ANGEL MORALES CABRERA
TRABAJO
SIMBOLOGIA PARA DIAGRAMAS DE FLUJO DE
PROCESO
ESTUDIANTE
CASTILLO CONTRERAS LUIS VALENTE
BLOQUE Y SECCIÓN
IQI-VII
21 DE AGOSTO DE 2015