Métodos Matemáticos Avanzados para la Modelación y Simulación de Equipos para Procesos Químicos y Biotecnológicos

Abstract

En esta tesis, se presenta un estudio de los siguientes métodos: (a) Métodos para el estudio del mapa de destilación; (b) Métodos para el diseño de torres de destilación; (c) Métodos para el diseño de intercambiadores de calor de coraza y tubos, (d) Método del Elemento Finito y (d) Método de la Dinámica Molecular (DM) para la predicción de propiedades termodinámicas y de transporte de materiales, que son importantes en el diseño de procesos químicos y biotecnológicos. El objetivo general es el de aplicar métodos matemáticos avanzados para la modelación y simulación de equipos para procesos químicos y biotecnológicos. Los objetivos específicos son:  Describir e implementar los conceptos básicos y desarrollos de los sistemas dinámicos a la destilación.  Describir e implementar algunos métodos de diseño de columnas de destilación.  Describir e implementar algunos métodos de diseño de intercambiadores de coraza y tubos.  Describir e implementar el método de la Dinámica Molecular (DM) para la predicción de propiedades termodinámicas de compuestos puros.  Describir e implementar el método del Elemento Finito para solución de problemas de mecánica de fluidos y de transferencia de calor

Abstract : In this thesis, a study of the following methods: (a) Methods for the study of distillations maps; (b) Methods for distillation columns design; (c) Methods for shell-and-tube heat exchangers design; (d) Finite Element Method for the modelling and simulation of heat transfer and fluid mechanics problem, and (d) Dynamics Molecular method for the prediction of thermodynamics and transport properties, that are important in the design of equipments for chemical and biotechnological processes, is presented. The general objective is to apply advanced mathematical methods for the modelling and simulation of equipments for chemical and biotechnological processes. The specifics objectives are:  To describe and to implement the basic concepts of the dynamical systems to distillation.  To describe and to implement some methods for the distillation columns design.  To describe and to implement some methods for the shell-and-tube heat exchangers design.  To describe and to implement the Molecular Dynamics method for predicting thermodynamics properties of pure substances.  To describe and to implement the Finite Element Method for the solution of heat transfer and fluid mechanics problems