Mapas característicos del equilibrio entre fases para sistemas ternarios
Comprender, analizar y modelar el comportamiento de fases de mezclas fluidas a altas presiones es fundamental en el desarrollo de procesos de separación y en las distintas aplicaciones de fluidos supercríticos. Con el fin de simular y optimizar los procesos que involucren equilibrios de fases flu...
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| Autor principal: | |
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| Otros Autores: | |
| Formato: | tesis doctoral |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2014
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/436 |
| Aporte de: |
| Sumario: | Comprender, analizar y modelar el comportamiento de fases de mezclas fluidas a altas
presiones es fundamental en el desarrollo de procesos de separación y en las distintas
aplicaciones de fluidos supercríticos. Con el fin de simular y optimizar los procesos que
involucren equilibrios de fases fluidas en amplios rangos de condiciones, son de gran
utilidad las herramientas de software para el cálculo y visualización de diagramas de
fases de mezclas, utilizando ecuaciones de estado (EDE). En esta tesis se propusieron e
implementaron algoritmos de cálculo para distintos objetos termodinámicos del
equilibrio entre fases de sistemas ternarios. Tales objetos incluyen superficies y líneas
(divariantes) críticas, superficies y líneas (divariantes) trifásicas, líneas (univariantes)
críticas terminales, y líneas (univariantes) tetrafásicas. Para cada tipo de línea se
identificaron los puntos terminales correspondientes, y se propusieron procedimientos
para la obtención de un primer punto convergido, a partir del cual iniciar la construcción
altamente automatizada de la línea considerada. Esta automatización se debe a la
implementación de un método de continuación numérica (MCN), que se aplicó a todas
la líneas computadas en esta tesis. El MCN permite calcular curvas multidimensionales
altamente no lineales, minimizando la necesidad de intervención por parte del usuario.
En este trabajo se propuso una nomenclatura para los objetos ternarios de equilibrio
entre fases fluidas la cual se considera más sistemática y expresiva que las utilizadas
hasta el momento en la literatura. Las lineas univariantes de un sistema ternario se
conectan entre sí formando, en el plano presión-temperatura, redes de complejidad
variable, dependiendo de los valores de los parámetros de la ecuación de estado
adoptada. En este trabajo se propuso y aplicó un procedimiento que permite
sistemáticamente computar las mencionadas redes. Una red de líneas univariantes de un
sistema ternario, junto con las líneas univariantes de los subsistemas binarios y de los
compuestos puros, conforman el “mapa característico del comportamiento de fases
fluidas de un sistema ternario”. El procedimiento de generación de mapas característicos
se plasmó en un algoritmo de aplicación general para construirlos. Se computaron
numerosos mapas característicos en amplios rangos de condiciones, los cuales muestran
topologías no observadas previamente en la literatura. |
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