Introducción Al Modelamiento y Simulación en Ingeniería Química.

• Author: Ríos Ratkovich, Nicolás.
• TeilnehmendeR: Valdés Ujueta, Juan Pablo.; Pineda Pérez, Hugo Alejandro.
• Place / Publishing House: Bogotá : : Universidad De Los Andes,, 2020.; {copy}2020.
• Year of Publication: 2020
• Edition: 1st ed.
• Language: Spanish
• Physical Description: 1 online resource (171 pages)

Esta obra introduce al lector en las bases de la teoría matemática y en los distintos métodos computacionales de modelamiento y simulación en Ingeniería, los cuales incluyen ejemplos para ayudar a entender la implementación de los diversos métodos de solución. El libro aborda el manejo de matlab®, software de preferencia por su practicidad y facilidad para la resolución de problemas; allí se presentan los principales conceptos, así como la apariencia de la consola, la creación de variables, la realización de operaciones básicas y el diseño de scripts y funciones. Luego, se hace una aproximación a la resolución de problemas matemáticos de carácter no lineal, lineal, diferencial, de diferencias parciales y ecuaciones algebrodiferenciales, así como también se aborda el método mesh para modelamiento matemático de torres de destilación. Es importante resaltar que para la comprensión del texto se debe contar con conocimientos en cálculo, ecuaciones diferenciales, equilibrio de fases, mecánica hidráulica, ingeniería de reacciones, fenómenos de transporte y separación de fases. La obra es fundamental para quienes se estén formando en Ingeniería Química, tanto para la adquisición de conocimientos en el área del modelamiento y simulación, como para aumentar el nivel de habilidades blandas.

Table of Contents

MODELAMIENTO_fin.pdf -- pi Introduccion modelamiento-Matlab_final.pdf -- Contenido -- Introducción al modelamiento y simulación en Ingeniería Química -- Introducción al modelamiento y simulación en Ingeniería Química -- Contenido -- Lista de tablas -- Lista de figuras -- Lista de gráficas -- Introducción -- Introducción a matlab® -- Apariencia -- Variables -- Operadores -- Funciones y scripts -- Sistemas de ecuaciones no-lineales -- Sistemas de una variable -- Método numérico de sustitución sucesiva -- Procedimiento -- Ecuación general -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Función secundaria -- Resultado -- Método numérico de Wegstein -- Procedimiento -- Ecuación general -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Función secundaria -- Resultado -- Método numérico de Newton-Raphson -- Procedimiento -- Ecuación general -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Función secundaria -- Resultado -- Método numérico de bisección -- Procedimiento -- Ecuación general -- Punto medio -- Decisión para el límite superior -- Decisión para el límite inferior -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Función secundaria -- Resultado -- Método numérico de falsa posición -- Procedimiento -- Ecuación general -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Función secundaria -- Resultado -- Método numérico secante -- Ecuación general -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Función secundaria -- Resultado -- Ejemplo iqui -- Solución -- Función principal -- Función secundaria -- Resultado -- Sistemas de múltiples variables -- Método numérico de sustitución sucesiva multivariable -- Procedimiento -- Ecuación general -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Función secundaria -- Resultado -- Método numérico de Wegstein multivariable -- Procedimiento -- Ecuación general -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Función secundaria.

Resultado -- Método numérico de Newton-Raphson multivariable -- Procedimiento -- Ecuación general -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Función secundaria -- Resultado -- Método numérico de Broyden -- Procedimiento -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Función secundaria -- Resultado -- Método numérico de Sherman-Morrison -- Ecuación general -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Función secundaria -- Resultado -- Ejemplo iqui -- Planteamiento -- Solución con el método de Wegstein -- Función principal -- Función secundaria -- Solución con el método de Newton-Raphson multivariable -- Función principal -- Función jacobiano -- Función secundaria -- Resultados -- Sistemas de ecuaciones lineales -- Métodos iterativos -- Método numérico de Gauss-Seidel -- Ecuación general -- Procedimiento -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Resultado -- Método numérico de Jacobi -- Ecuación general -- Procedimiento -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Resultado -- Ejemplo iqui -- Solución con el método de Gauss-Seidel -- Función principal -- Solución con el método de Jacobi -- Función principal -- Resultado -- Métodos algebraicos -- Método eliminación de Gauss -- I. Matriz completa -- II. Triangulación -- III. Resolución del sistema triangular -- Ecuación general -- Procedimiento -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Resultado -- Método eliminación de Gauss-Jordan -- Procedimiento -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Resultado -- Ejemplo iqui -- Solución con la eliminación de Gauss -- Función principal -- Solución con la eliminación de Gauss-Jordan -- Función principal -- Resultados -- Sistemas de ecuaciones diferenciales ordinarias (ode) -- Condiciones iniciales -- Método de Euler (Runge-Kutta de primer orden) -- Ecuación general -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Función secundaria.

Resultados -- Método Runge-Kutta de segundo orden -- Ecuación general -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Función secundaria -- Resultados -- Método Runge-Kutta de cuarto orden -- Ecuación general -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Función secundaria -- Resultados -- Método de Taylor de segundo orden -- Ecuación general -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Funciones secundarias -- Resultados -- Método de Taylor de cuarto orden -- Ecuación general [1, 3] -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Funciones secundarias -- Resultados -- Ejemplo iqui -- Solución -- Función principal -- Método de Euler: -- Método de RK2: -- Método de RK3: -- Método de RK4: -- Función secundaria: ecuaciones -- Gráficas -- Condiciones de frontera -- Sistemas de una condición de frontera -- Ecuación general -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Funciones secundarias -- Resultados -- Sistemas de dos o mas condiciones de frontera -- Ecuación general [1, 2, 3, 4] -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Funciones secundarias -- Resultados -- Ejemplo iqui -- Solución -- Función principal -- Función secundaria -- Resultados -- Sistemas de ecuaciones algebro-diferenciales (dae) -- Solución de sistemas dae de índice 1 -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Función secundaria -- Resultados -- Solución de sistemas dae de índice 2 o superior -- Sistemas de ecuaciones diferenciales parciales (pde) -- Método de diferencias finitas -- Ecuación general -- Ejemplo -- Solución -- Función principal -- Resultados -- Ejemplo iqui -- Solución -- Resultados -- mesh -- Algoritmo de Thomas -- Ejemplo -- Solución -- Referencias -- Los autores -- Índice de Tablas y Figuras -- Esquema del área de modelamiento y simulación a través de herramientas computacionales -- Interfaz general del software matlab®, versión 2016.

Representación del método de sustitución sucesiva -- Representación del método de Wegstein -- Representación del método de Newton-Raphson -- Representación del método de bisección -- Representación del método de falsa posición -- Representación del método secante -- Resultados del ejemplo iqui para la ecuación de Colebrook -- Proceso de transferencia de masa con el método Sherman-Morrison -- Reacciones para la producción del m-xileno -- Resultados por el método de Wegstein multivariable -- Resultados por el método de Newton-Raphson multivariable -- Ejemplo de una matriz -- Procedimiento iterativo, (a) convergencia, (b) divergencia -- Diferencias entre los métodos iterativos de (a) Gauss-Seidel y (b) Jacobi -- Método de eliminación de Gauss ilustrado paso por paso -- Método de eliminación de Gauss-Jordan ilustrado paso por paso -- Circuito eléctrico del ejemplo -- Solución del perfil de y por el método de Euler (Runge-Kutta de primer orden) -- Solución del perfil de y por el método de Runge-Kutta de segundo orden -- Solución del perfil de y por el método de Runge-Kutta de cuarto orden -- Solución del perfil de y por el método de Taylor de segundo orden -- Solución del perfil de y por el método de Taylor de cuarto orden -- Solución del perfil de temperatura para los cuatro casos -- Solución del perfil de concentración para los cuatro casos -- Solución del perfil de y y y -- Solución del perfil de y, y y y -- Solución para el perfil de concentración -- Solución del perfil del gradiente de concentración -- Matriz de masa incorrecta -- Matriz de masa correcta -- Moles de líquido vs. composición de tolueno -- Temperatura vs. composición de tolueno -- Solución en t = 0 s -- Solución en t = 0,25 s -- Esquema del ejemplo iqui -- Discretizaciones consideradas para el ejemplo iqui -- Modelo general de una etapa de equilibrio a contracorriente.

Modelo de una torre de destilación en cascada con arreglo de etapas a contracorriente -- Sistema de ecuaciones tridiagonal para las ecuaciones M modificadas -- Valores de las constantes de la ecuación de presión de saturación para cada componente -- Información general de los flujos -- Suposición de perfil de temperatura para cada etapa -- Presión de saturación (Pa) de cada componente en el separador -- Constante de equilibrio (K) de cada componente en el separador -- Matriz tridiagonal -- Valores de D para cada etapa -- Solución de matriz de metanol a partir del algoritmo de Thomas -- Matriz después de eliminación -- Vector respuesta q -- Solución de matriz q después de eliminación -- Concentración de metanol en cada etapa -- Concentraciones por componente en cada etapa -- Composiciones x normalizadas -- Composiciones y normalizadas -- Perfil de temperatura en cada etapa después de iterar -- Composiciones x normalizadas en todas las etapas -- Composiciones y normalizadas en todas las etapas.