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artículo
The purpose of this paper is to optimiza the operation of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor. In this kind of processes, besides to maximiza organic matter removal, it is attractive to capture the biogas and to use it to provide energy services. For this purpose, the biogas has to be produced in large quantities. Thus, we have two clear objectives to be achieved: to maximiza both the organic matter removal and the biogas production. Three multiobjective optimization techniques are used to solve this problem. The first optimization approach is multiplex, which is based on the simplex method for single objective optimization. Other used approach is an interior point method, which is proved to be an efficient linear programming technique. Finally, it is applied an evolutionary algorithm, namely the elitist non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA 11), which is considerad...
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artículo
The purpose of this paper is to optimiza the operation of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor. In this kind of processes, besides to maximiza organic matter removal, it is attractive to capture the biogas and to use it to provide energy services. For this purpose, the biogas has to be produced in large quantities. Thus, we have two clear objectives to be achieved: to maximiza both the organic matter removal and the biogas production. Three multiobjective optimization techniques are used to solve this problem. The first optimization approach is multiplex, which is based on the simplex method for single objective optimization. Other used approach is an interior point method, which is proved to be an efficient linear programming technique. Finally, it is applied an evolutionary algorithm, namely the elitist non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA 11), which is considerad...
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informe técnico
Publicado 2015
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Se ha diseñado el reactor rotatorio de lecho móvil no catalítico para la incineración de los residuos sólidos hospitalarios peligrosos. Se presentan los fundamentos de diseño, el análisis de la cinética de las reacciones heterogéneas no catalítica y los criterios correspondientes para el diseño del reactor rotatorio no catalítico de lecho móvil. Para el diseño del reactor se ha empleado el modelo de diseño del reactor de lecho móvil con flujo en contracorriente en forma continua, con cinética del núcleo sin reaccionar, evaluado las variables de diseño del reactor correspondiente. Todo el conjunto de este reactor diseñado consta de: 2 Reactores cilíndricos, uno no catalítico y el otro catalítico con sus quemadores respectivos. Se ha evaluado el impacto de todas las variables que afectan al diseño del reactor, incluyendo materias primas para dar con las condiciones ...
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artículo
Publicado 2011
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The construction of an electrolytic reactor for its use in a laboratory with the possibility of varying the number of electrodes, simultaneously the volume capacity of the electrolytic, and its application to a gamma of electrosynthesis process, has determined the election of a rectangular model, so in this way it can be defined the operative variables when addressing a specific process. The job requirements were taken into account during the design, which were the operational simplicity, the maintenance reliability, and the faculty to fit easily taking into account all the involved costs. Therefore, the election of a filter press type modular cell will allow increasing the number of electrodes and the capacity as it is required, without changing its dimensions.
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artículo
Publicado 2011
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The construction of an electrolytic reactor for its use in a laboratory with the possibility of varying the number of electrodes, simultaneously the volume capacity of the electrolytic, and its application to a gamma of electrosynthesis process, has determined the election of a rectangular model, so in this way it can be defined the operative variables when addressing a specific process. The job requirements were taken into account during the design, which were the operational simplicity, the maintenance reliability, and the faculty to fit easily taking into account all the involved costs. Therefore, the election of a filter press type modular cell will allow increasing the number of electrodes and the capacity as it is required, without changing its dimensions.
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artículo
Publicado 2005
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Los avances tecnológicos alcanzados, específicamente en lo referente a sistemas de control computarizado, están facilitando al ingeniero químico el mejor manejo y control de un mayor número de variables, restricciones y especificaciones que intervienen en un proceso determinado, haciendo que estos sean más eficientes y permitiendo obtener mejores rendimientos sin descuidar la calidad del producto y los niveles de producción requeridos. El sistema de control que se plantea busca mantener el valor de la temperatura deseado para una reacción química de modo que se pueda obtener la mayor conversión posible, ante la presencia de perturbaciones que se dan en el transcurso del proceso asociadas a los flujos y concentraciones de los reactantes, así como del flujo y temperatura del vapor saturado de calentamiento. A partir del modelamiento del proceso que se plantea en este artículo y...
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tesis de maestría
Publicado 1995
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Se estudia la conducta del núcleo de un reactor tipo piscina cuando es sometido a accidentes de excursiones de potencia por inserciones violentas de reactividad. El valor de la reactividad está en el rango de $1.5 a $3.2 insertada en tiempos de 0.10 s a 0.80 s. El valor de $1.5/100 ms es asumido como el caso más desfavorable. Para todos los casos un elemento combustible es arrastrado parcialmente por una de las barras de control y cae al núcleo ligeramente subcrítico en 5 Watts. Estos accidentes se han aplicado a dos núcleos, el A16/21 y el A21/25 los cuales para completar el estudio han sido comparados con los SPERT-1: B24/32, BI6/64 y D12/25. Como el evento iniciante que conduce a la inserción de reactividad es independiente del estado de operación del reactor se ha practicado la simulación al modo de operación más desfavorable en cuanto a las consecuencias del accidente. Es...
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tesis de grado
Publicado 2021
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El objetivo principal del presente trabajo de tesis fue: determinar el modelo que se ajusta a la relación entre la conversión de bioetanol, la presión de operación y la longitud de un PFR (reactor de flujo pistón), cuando se lleva a cabo la producción de etileno. La presente investigación tiene enfoque cuantitativo con nivel de profundización predictivo y diseño correlacional. Se ha obtenido la ecuación (41), la cual representa el modelo que se ajusta a la relación entre la conversión de bioetanol, la presión de operación y la longitud de un reactor de flujo pistón (PFR), cuando se lleva a cabo la producción de etileno a partir de la deshidratación del bioetanol. A criterio de los investigadores, el tipo de muestreo fue el no probabilístico, considerándose un tamaño de muestra igual a ocho (8) simulaciones, mediante las cuales se ha podido observar el perfil de conver...
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tesis de grado
Publicado 2020
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La tesis tiene como objetivo aportar conocimiento en metodologías de control industrial y motivar el uso de la digestión anaerobia en Piura y en el Perú. Por lo que, se pretende comparar el desempeño de controladores industriales clásicos PID (controladores proporcionales, integrales y derivativos) y controladores predictivos avanzados (Model Predictive Controllers) utilizando un modelo de reactor de digestión anaerobia implementado en el entorno de Simulink (MATLAB). En tanto, se presenta el diseño y las simulaciones de diferentes metodologías de control para un proceso de digestión anaerobia, los resultados muestran un buen desempeño de los controladores predictivos. Para ello, se llevó a cabo un análisis de control automático y se empleó un modelo matemático de un reactor de digestión anaerobia de la planta Foss Biolab (Noruega), ajustando parámetros según datos loca...
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artículo
Publicado 2022
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Water contaminated by heavy metals is a risk to public health. This is the reason behind widespread research on water treatment oriented to removing metal ions. This research determined the intensity of adsorption of lead (Pb) by the Azolla caroliniana fern and its capacity to remove lead in synthetic waters. An atomic absorption spectrophotometer was used to determine the concentration of adsorbed lead. Langmuir isotherm graphs showed that the type of isothermal system was unfavorable for the four reactors used in the study (RL's greater than 1). On the other hand, Freundlich isotherm graphs showed the linear models of the kinetic behavior of lead adsorption by Azolla caroliniana for the four reactors and enabled us to determine that the best R2 and the highest adsorption intensity (n) of Pb (0,122) was achieved with reactor D (30 ppm Pb).
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artículo
Publicado 2022
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Water contaminated by heavy metals is a risk to public health. This is the reason behind widespread research on water treatment oriented to removing metal ions. This research determined the intensity of adsorption of lead (Pb) by the Azolla caroliniana fern and its capacity to remove lead in synthetic waters. An atomic absorption spectrophotometer was used to determine the concentration of adsorbed lead. Langmuir isotherm graphs showed that the type of isothermal system was unfavorable for the four reactors used in the study (RL's greater than 1). On the other hand, Freundlich isotherm graphs showed the linear models of the kinetic behavior of lead adsorption by Azolla caroliniana for the four reactors and enabled us to determine that the best R2 and the highest adsorption intensity (n) of Pb (0,122) was achieved with reactor D (30 ppm Pb).
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tesis de grado
Publicado 2015
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En el presente trabajo, se ha realizado la “determinación y simulación de variables termodinámicas en reactores CSTR y PFR, mediante software HYSYS V8.0”. Para esto se ha planteado los siguientes casos de estudio. Caso I: Producción de etileno en un PFR Caso II: Producción de ácido acético en un CSTR Después de plantear los mencionados casos de estudio, se realizó el modelado de ambos casos, teniéndose en cuenta las condiciones de entrada y salida a los reactores CSTR y PFR, lo cual permitió determinar las ecuaciones de diseño para estos reactores y realizar la simulación convencional para ambos casos de estudio. Seguidamente se realizó la simulación de ambos casos de estudio, mediante software HYSYS V8.0; para lo cual se seleccionó el paquete de fluido o “Fluid Package” de Peng-Ronbinson para el caso I por tratarse de una mezcla de hidrocarburos y en el caso II s...
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tesis de maestría
The thesis has two purposes: The first one is to build a mathematical model that better approximates (with respect to the mathematical model in [2]) to the behaviour of the wine fermentation process with the addition of certain amount of nitrogen at some instant of time, based in [2]. This mathematical model is described by mean ordinary differential equations including some parameters which will be identified solving some optimization problems. The second purpose of the thesis is to study the improved model but introducing some control variables in order to stabilize in an appropriated sense the corresponding dynamical system of the new model. This is a kind of MIMO nonlinear system control problems and will be solved using the tools in [6].La tesis tiene dos objetivos: El primero es construir un modelo matemático que aproxime mejor (con respecto al modelo matemático en “Modeling th...
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tesis de maestría
The thesis has two purposes: The first one is to build a mathematical model that better approximates (with respect to the mathematical model in [2]) to the behaviour of the wine fermentation process with the addition of certain amount of nitrogen at some instant of time, based in [2]. This mathematical model is described by mean ordinary differential equations including some parameters which will be identified solving some optimization problems. The second purpose of the thesis is to study the improved model but introducing some control variables in order to stabilize in an appropriated sense the corresponding dynamical system of the new model. This is a kind of MIMO nonlinear system control problems and will be solved using the tools in [6].
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tesis de maestría
Publicado 2022
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En la presente investigación, el sistema de control basado en el enfoque de aprendizaje reforzado es desarrollado para controlar la temperatura y la concentración de producto de una planta reactor industrial tipo Klatt-Engell representado por un modelo matemático de comportamiento no lineal. El diseño del sistema de control sigue una metodología en base a la mejora del esquema de control de aprendizaje libre de modelo. Comprende elementos de aprendizaje reforzado como el uso del algoritmo Q-learning, parámetros de aprendizaje, exploración y explotación. La representación del sistema de control consiste en un diagrama de bloques, con dos subsistemas de control de aprendizaje libre de modelo. Además, previo a la ejecución del sistema de control, el cálculo de los valores óptimos necesarios para la buena elección de las señales de control es requerido mediante un proceso de e...
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artículo
Publicado 2014
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El núcleo 39 del reactor RP-10, en un inicio, contaba con una propuesta determinada de configuración; sin embargo, tenía un exceso de reactividad con un valor igual a 2407 pcm y no cumplía con una de las condiciones de operación. No obstante que se hicieron trabajos de optimización para la gestión de combustibles, no podía elevarse más el valor con la condición actual de algunos elementos combustibles; es por eso, que se opta la posibilidad de realizar cambios fuera de la zona de los combustibles y reemplazar la caja de irradiación que se encuentra en la posición H4 por una caja de irradiación grafitada, aprovechando que el grafito es un mejor reflector que el agua. Con esa finalidad se diseñó el modelo geométrico para el nuevo núcleo y se realizó el cálculo neutrónico con CITVAP. Como resultado se obtuvo un valor de exceso de reactividad igual a 2935.5 pcm para la po...
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objeto de conferencia
Publicado 2022
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Este artículo propone un análisis y una descripción matemática de la función de reconexión para 220kV y 500kV, las oscilaciones de potencia y su mejora en la estabilidad global del sistema eléctrico. Los hallazgos fueron el algoritmo de detección de oscilaciones de potencia causadas por la interacción del condensador fijo en serie (FSC), los reactores en derivación y las líneas aéreas; los resultados también demuestran que el análisis ATP permite detectar oscilaciones de amortiguación en 220kV de 3,1 pu. La eficacia de la reconexión de la línea eléctrica fue probada por simulaciones ATP para carga máxima y diferentes posiciones de la falla en el camino de la línea. This research article proposes an analysis and mathematical description of the reclosure function for 220kV and 500kV, the power oscillations and thereby improve the overall power system stability. Our find...
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artículo
Publicado 2005
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Uno de parámetros requeridos para la licencia de operación del reactor, es el valor del Exceso de Reactividad del núcleo; siendo para ello necesario conocer los valores del peso de las barras de control. En el RP-10 se han utilizado los modelos cinéticos puntual y espacial para la calibración y el Rod-Drop de las barras, habiéndose encontrado discrepancias en la reproducibilidad de los resultados cuando se modifica la secuencia de las mismas. El presente trabajo establece dos hipótesis como causas principales de estas discrepancias; primero, el efecto de la ubicación de los detectores (dos cámaras de ionización compensada) en el núcleo; segundo, el efecto de apantallamiento entre dos barras de control. Los resultados mostraron que las discrepancias podían ser explicadas por las hipótesis planteadas y en consecuencia se pudo determinar las incertezas y el exceso de reactivida...
19
artículo
Publicado 2014
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Se describe el mecanismo de crecimiento de una película del óxido de aluminio sobre una aleación del mismo material, que sirve como superficie protectora de la aleación, siendo esta aleación el material constitutivo de las vainas de los elementos combustibles del reactor nuclear RP-10. Los parámetros más influyentes en el crecimiento de la película son: el pH del agua refrigerante y la temperatura superficial de la vaina del elemento combustible. Para el estudio se utilizó un modelo matemático que relaciona la evolución del espesor de la capa de óxido de aluminio a través del tiempo, en función de la misma película de óxido, mediante una ley de potencia. Se concluye que el tiempo de irradiación, el flujo de calor en la superficie del material de aluminio, la velocidad del refrigerante, la conductividad térmica del óxido, el espesor inicial de la capa de óxido y la sol...
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tesis de grado
Publicado 2019
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Se diseñó un sistema de biodiscos a escala de laboratorio como tratamiento secundario de un efluente de un reactor UASB. Se implementó un sistema de biodiscos con dos etapas conectadas en serie. Cada etapa con un volumen efectivo de 81 litros. Como medio de soporte de la biopelícula, se utilizaron 14 discos de PVC (siete en cada etapa) de 60 cm de diámetro, que hacían un área efectiva total de 7.48 m2. El sistema funcionó a un caudal constante de 432 l/día (TRH de 4.50 horas por etapa). La operación del sistema se dividió en tres períodos variando la velocidad de rotación de los discos (3 rpm durante 3 meses y 5 rpm durante 2 meses). Se estudió la eficiencia de remoción de materia orgánica midiendo los parámetros de DBO5, SST, SSF, SSV con una frecuencia semanal y se realizaron mediciones diarias de Temperatura, pH, Oxígeno Disuelto y Turbiedad. Además se registró lae...
