436 estudio comparativo de los diferentes

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Unformatted text preview: tes referencias y perturbaciones. 102 Control predictivo no lineal Estas caracter sticas hacen que el control de este sistema sea muy dif cil, por lo tanto es una buena prueba para las diferentes tecnicas de control. 4.3.6.a Descripcion del sistema Reactor de Van de Vusse Figura 4.2: Reactor de van der vusse Este sistema es un reactor continuo encamisado (Continuous Stirred Tank Reactor ). Su funcionamiento principal es producir ciclopentanol a partir de ciclopentadieno. La reaccion que describe la transformacion se deduce de las propiedades qu mico-f sicas del sistema ( gura 4.2). La principal reaccion es la transformacion de la sustancia A (ciclopentadieno) a la sustancia B (ciclopentanol). El reactante inicial A reacciona en una reaccion paralela indeseada, produciendo diciclopentadieno (sustancia D). Ademas, se forma ciclopentanediol (sustancia C) en una reaccion consecutiva no deseada a partir del producto ciclopentanol. Todo el procedimiento se describe por la reaccion siguiente, tambien llamada reaccion de Van de Vusse: Sec. 4.3. Control predictivo no lineal mediante linealizacion on-line 103 A ;1 B ;2 C k k ! ! 2A ;3 D k ! _ El ujo V alimenta el reactor y contiene solo ciclopentadieno (sustancia _ A) con concentracion cA0 y temperatura #0 . El calor removido QK puede extraerse de la camisa por un intercambiador de calor externo. Modelo del sistema La dinamica de este sistema puede describirse por las siguientes ecuaciones diferenciales no lineales que se derivan de los balances masicos de los diferentes componentes, y de los balances de energ a del reactor y de la camisa refrigerante: _ V cA = V (cA0 ; cA) ; k1(#)cA ; k3(#)c2 _ A R _ V cB = ; V cB + k1(#)cA ; k2(#)cB _ R _ 1; V _ # = V (#0 ; #) ; C k1(#)cA HRAB R p +k2(#)cB HRBC + k3(#)c2 HRAD A w + kC AR (#K ; #) V (4.80) (4.81) (4.82) pR 1 _ _ #K = m C (QK + kw AR (# ; #K )) k PK (4.83) cA 0 cB 0 Las concentraciones de las sustancias A y B son cA y cB , respectivamente. La temperatura en el reactor se llama #, mientras que la temperatura en 104 Control predictivo no lineal la camisa refrigerante #K . Las velocidades de reaccion ki se suponen que dependen de la temperatura a traves de la ley de Arrhenius ; ki(#) = ki0exp # + Ei :15 i = 1 2 3: 273 Los valores de los parametros f sicos y qu micos en las ecuaciones 4.80, 4.81, 4.82 y 4.83 se muestran en la tabla 5.1. Casi todos los parametros se conoces dentro de determinados l mites. Parametro Factor de colision para la reaccion k1 Factor de colision para la reaccion k2 Factor de colision para la reaccion k3 Energ a de activacion para la reaccion k1 Energ a de activacion para la reaccion k1 Energ a de activacion para la reaccion k2 Energ a de activacion para la reaccion k3 Entalp a de la reaccion k1 Entalp a de la reaccion k2 Entalp a de la reaccion k3 Densidad Capacidad calor ca Coe ciente de transferencia de calor de la camisa refrigerante S mbolo Valor dimension k10 (1.287 0.04).1012 k20 (1.287 0.04).1012 h;1 h;1 k30 (9.043 0.27).109 h;1 E1 -9758.3 K E1 -9758.3 K E2 -9758.3 K E3 -8560 K HRAB 4.2 HRBC -(11.0 HRAD -(41.85 Cp kw 2.36 1.92) 1.41) 0.9342 4.0 10;4 3.01 0.04 4032 120 kJ molA kJ molA kJ molA kg lkJ kg:K kJ h:m2 :K Sec. 4.3. Control predictivo no lineal mediante linealizacion on-line 105 Super cie de la camisa AR 0.215 m2 refrigerante Volumen del reactor VR 0.01 m3 Masa del refrigerante mK 5.0 kg kJ Capacidad calor...
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This note was uploaded on 05/25/2011 for the course ECON 103 taught by Professor Poul during the Spring '11 term at American University of Central Asia.

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