Simulación dinámica y control de reactores tubulares mediante formulaciones de ecuaciones integrales - Hernández Martínez, Eliseo (Universidad Autónoma Metropolitana, 2008)
En este trabajo se explora el uso de formulaciones dé ecuaciones integrales (FEls) para la solución numérica de modelos que describen el comportamiento de reactores tubulares, con el objeto de implementación de algoritmos de control. Las formulaciones de ecuaciones integrales son básicamente una transformación de ecuaciones diferenciales a ecuaciones integrales. Las FEJs tiene ventajas nu 11éricas frente a esquemas de discretización clás icos (diferencias finitas y colocación ortogonal) tales coino: i) reducen el mallado y con ello reduce el tiempo de cómputo, ii) son estables en todo el rango de operación e iii) incorpora las condiciones de frontera de manera exacta en las ecuaciones integrales resultantes. El objetivo primordial del control en reactores tubulares es la regulación de la concentración a la salida del reactor manteniendo la temperatura debajo de los valores máximos especificados. Dado que la medición de la composición tiene generalmente retardos, debido a las restricciones en la respuestas de los dispositivos de medición y al transporte interno, un lazo retroalimentado, basado únicamente en la medición de la composición puede sufrir un pobre desempeño y hasta inestabilidades. Para aliviar esta situación se han empleado esquemas de control en cascada composición-temperatura. Se han reportado en la literatura sofisticados esquemas de control, pero debido a su complejidad y a la gran dependencia del modelo matemático están limitados para su aplicación industrial. Por otro lado los compensadores PVPID son bien aceptados en la industria debido a su facilidad de diseño e implementación. En este trabajo extendemos el uso del controlador en cascada basado en compensadores Pl/PID, empleando la medición de tres sensores de temperatura distribuidos simétricamente a lo largo de la posición axial del reactor tubular. En este trabajo se explora el uso de formulaciones dé ecuaciones integrales (FEls) para la solución numérica de modelos que describen el comportamiento de reactores tubulares, con el objeto de implementación de algoritmos de control. Las formulaciones de ecuaciones integrales son básicamente una transformación de ecuaciones diferenciales a ecuaciones integrales. Las FEJs tiene ventajas nu 11éricas frente a esquemas de discretización clás icos (diferencias finitas y colocación ortogonal) tales coino: i) reducen el mallado y con ello reduce el tiempo de cómputo, ii) son estables en todo el rango de operación e iii) incorpora las condiciones de frontera de manera exacta en las ecuaciones integrales resultantes. El objetivo primordial del control en reactores tubulares es la regulación de la concentración a la salida del reactor manteniendo la temperatura debajo de los valores máximos especificados. Dado que la medición de la composición tiene generalmente retardos, debido a las restricciones en la respuestas de los dispositivos de medición y al transporte interno, un lazo retroalimentado, basado únicamente en la medición de la composición puede sufrir un pobre desempeño y hasta inestabilidades. Para aliviar esta situación se han empleado esquemas de control en cascada composición-temperatura. Se han reportado en la literatura sofisticados esquemas de control, pero debido a su complejidad y a la gran dependencia del modelo matemático están limitados para su aplicación industrial. Por otro lado los compensadores PVPID son bien aceptados en la industria debido a su facilidad de diseño e implementación. En este trabajo extendemos el uso del controlador en cascada basado en compensadores Pl/PID, empleando la medición de tres sensores de temperatura distribuidos simétricamente a lo largo de la posición axial del reactor tubular.