Modelado de flujos de fluidos para equipos de proceso. Aplicación al control e instrumentación

Resumen

En este trabajo se analizan distintos tipos de modelos de flujo de fluidos basados en las ecuaciones básicas de conservación de masa energía y cantidad de movimiento. Aunque el planteamiento que se propone no es el más general posible, si que es uno de los más utilizados en el modelado de procesos de ingeniería. La formulación se basa en una adecuada selección de un volumen de control, a través del cual el sistema a estudiar intercambia trabajo, calor y masa con el medio ambiente. Este tipo de formulación es de gran interés, ya que suministran información respecto al intervalo de valores de las variables de proceso, con objeto de una adecuada selección de instrumentos y/o sistema de control. Se diferencia entre régimen estacionario y no estacionario, para enfatizar que a veces no es posible formular un modelo matemático del proceso basado en ecuaciones diferenciales, siendo necesario introducir algún tipo de parametrización que permita estudiar el comportamiento del proceso. La metodología presentada se aplica a cuatro casos de diferente complejidad: a) Dispositivo de aire comprimido para generar energía, b) Almacenamiento de aire para instrumentación, c) Flujo de un gas través de una tubería de sección variable. d) Sistema de evaporación de dos etapas con control por asignación de polos,