Modelado y control de una clase de reactores tubulares exotérmicos - Nájera Martínez, Isrrael (Universidad Autónoma Metropolitana, 2012)
En esta tesis se estudian los problemas de modelado para diseño de equipo y operación así como para diseño de esquemas de monitoreo y control de una clase de reactores tubulares exotérmicos. El problema de modelado consiste en capturar los aspectos relevantes de la estática y dinámica del reactor tubular (RT), esto mediante la aproximación con un tren de reactores continuos de tanque agitado (TRCTA) con retromezclado. La dimensionalidad de la aproximación con tanques es ajustable y depende de si el objetivo es diseñar el equipo, determinar condiciones de operación, plantear esquemas de monitoreo o sistemas de control. El segundo problema consiste en diseñar un control robusto estabilizante de temperatura para el RT, incluyendo criterios de ubicación de sensores. El problema se resuelve en tres etapas: primero, con base en el modelo no lineal de la aproximación con tanques se diseña un controlador no lineal robusto estabilizante accionado por retroalimentación de estados. Luego se recupera el comportamiento de dicho controlador no lineal mediante un control PI de temperatura que se construye con base en un modelo lineal y simplificado a la luz de propiedades de pasividad y observabilidad. Estas dos etapas nos ayudan a establecer los criterios de selección de tanque de medición; finalmente dichos criterios se traducen a una posición espacial en el RT y se le aplica el control estabilizante PI de temperatura a dicho reactor. Los desarrollos se ilustran con un caso representativo de estudio y simulaciones numéricas. De acuerdo a los resultados, en un RT los pares de perfiles (concentración- temperatura) inestables a lazo abierto se pueden estabilizar mediante un controlador lineal PI de temperatura con ubicación espacial debidamente escogida.