Universidad Nacional Mayor de San Marcos Anexo 1-Manual del usuario

E.A.P. Ing. Qumica Ruben Quispe Barrientos

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iQuimiCAD V0.3.3
MANUAL DEL USUARIO







Desarrollado por el Bach. Ruben Quispe Barrientos
Universidad Nacional Mayor de San Marcos
2012
Lima - Peru












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Capitulo 1
Introduccin al iQuimiCAD V0.3.2

Bienvenidos a la versin 0.2 de iQuimiCAD, una herramienta de software efectiva y
muy poderosa para la simulacin de procesos qumicos. Usted podr apreciar lo
amigable que es la interfase de iQuimiCAD. Crear diagramas de flujo y
simulaciones en iQuimiCAD es rpido y fcil.

iQuimiCAD es una herramienta para la ingeniera qumica en desarrollo, de dibujo
PID y que puede simular la operacin de en modo diseo de una columna de
absorcin en su versin 0.2.081230 (por el momento, en sus versiones posteriores
se pretende que esto llegue a simular mas equipos de operaciones unitarias),
Estos dibujos PID asi como las simulaciones y sus resultados pueden guardarse
como archivos con diferentes extensiones, para enviarlas por correo electrnico o
una posterior revisin.

Revista de iQuimiCAD y sus usos

Hoy en da los procesos qumicos de la industria (PQI) se encaminan a nuevos
objetivos: disminuir el consumo de combustibles y materia prima, reducido personal
de ingeniera, ciclos de produccin ms cortos, el incremento de la competitividad,
incremento de la regulacin. Estos cambios requieren que los procesos qumicos
en la industria usen las mejores herramientas disponibles, para el incremento de la
productividad, y la toma de decisiones.

Licencia iQuimiCAD.
Este software esta protegido por lo derechos de autor, patentado en Per, con
numero de patente: 12440126329, el cual protege la modificacin y la publicacin
del mismo incluyendo este documento de ayuda. Si usted decide que este software
lo puede ayudar en su trabajo diario, por favor contctese al correo
ruben0011@gmail.com que gustoso le enviar una copia con licencia de uso por
un periodo de un ao renovable, el cual incluye soporte tcnico de la forma como
operar el programa (esto ultimo sin costo alguno durante este ao), de la misma
forma puede solicitar al representante local en su pas podr obtener una copia de
este software.



Capitulo 2
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Primeros Pasos con iQuimiCAD
Ahora que usted tiene el iQuimiCAD en sus manos, probablemente quiera empezar,
dirjase rpidamente al punto de instalacin y obtencin de licencia del producto
Instalando el Software

Inicie por reconocer si su PC tiene los mnimos requerimientos en su sistema, el cual se
lista abajo en un cuadro. Seria buena idea que antes de que empiece a usar el iQuimiCAD,
se asegure que tiene la licencia para usar iQuimiCAD, asegrese que su RED funciona
correctamente y de obtener y juntar toda la informacin disponible.

Una vez que su sistema esta cargado y estable, inserte el CD de iQuimiCAD, haga clic en
el disco que usted tiene, en las utilidades el CD que tiene los controladores multimedia y
el iQuimiCAD, el cual contiene informacin abundante.


iQuimiCAD Requerimientos del
Sistema

-Procesador: 500Mhz o superior
-Sistema operativo: Windows 98 o Superior
-RAM: 256 o Superior
-Tarjeta de Video: No requerido
-Resolucin: 1024 x 768 o superior
-Espacio en Disco: 100MB o superior



La instalacin del software es breve, solo consiste en hacer doble click en el archivo de
instalacin de la carpeta install del CD-ROM. Y continuar el procedimiento de instalacin.



La carpeta de su sistema en donde uste decida instalar ser importante ya que esta ser la
carpeta de trabajo por defecto donde se buscara el archivo iquimicad.ini que contiene los
parmetros de instalacin y que es llamado al iniciar el programa, cualquier problema con
la instalacin se puede corregir este archivo (por defecto la instalacin se har en :
C:\Archivos de programa\iQuimiCAD-03 ):




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Capitulo 3
La Interfase del iQuimiCAD


Con la liberacin de la versin 0.2 la interfase del iQuimiCAD, sta sufre una transformacin
importante, por esta razn los usuarios clsicos de iQuimiCAD se beneficiaran al revisar el
programa y verificarn la adicin de importantes caractersticas.

Este capitulo hace un Tour de la interfase iQuimiCAD, incluyendo los menes, las barras de
herramientas, las principales reas del entorno y de las herramientas de dibujo de diagramas de
flujo. Tambin se le mostrara varias caminos de usted puede personalizar para encontrar la mejorar
la manera de trabajar.


La Ventana iQuimiCAD

Al lanzar el iQuimiCAD por primera vez usted ver una ventana de aplicacin con un rea
en blanco y a varios paneles o reas especializadas, en los bordes de la pantalla.
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Descripcin:


El Men Principal y Barra de Herramientas (Zona 0)

Men Principal:



Como en toda aplicacin Windows este men cumple las mismas funciones comunes a
todos los programas, abrir archivos, guardar, acceso a la ayuda, etc., desde aqu usted
podr realizar el manejo de los archivos y acceder a una serie de herramientas diferentes
del software adicionales a la simulacin propiamente dicha.

Barra de herramientas:

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A: Nuevo: Botn para crear un nuevo archivo
B: Abrir: Botn para abrir un archivo existente
C: Guardar: Guardar Archivo
D: Ejes: Cambia el formato del ratn a dos lneas que ocupan todo el espacio de trabajo
E: Modo lneas: Este modo es necesario para trazar las lneas que conectan diferentes
puntos entre equipos de operaciones unitarias.
N: Molculas: Botn que permite seleccionar las sustancias a usar.
T: Eliminar: Permite eliminar un equipo de operacin unitaria.
u: Insertar imagen de fondo: Permite elegir un archivo del tipo *.bmp.


Nota: Los iconos no detallados probablemente no se encuentran operativos actualmente.


En el tem Archivo:



Nuevo.-Permite crear un nuevo archivo de simulacin.
Abrir.-Abrir un archivo de simulacin existente.
Guardar.-Guarda el archivo actual de trabajo.
Guardar como.- permite cambiar de nombre al archivo actual.
Salir.- Sale de la aplicacin.
El tem Herramientas:



Conversiones.- Abre el cuadro de dialogo que le permite convertir unidades diferentes.
Tabla Peridica.-Abre el cuadro de dialogo que muestra una tabla peridica.
Constantes.-Abre el cuadro de dialogo que muestra constantes universales.
Calidad de Vapor.-Abre el cuadro de dialogo para calcular la calidad de vapor.
Sistemas Lineales.-Abre el cuadro de dialogo para resolver sistemas 7x7.
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Grafixos.- Abre un cuadro de dialogo para graficar sistemas de equilibrio en triangulo.

El tem Ayuda:
Le permite acceder a esta ayuda en lnea.

Nota: Los tems no detallados probablemente no se encuentran operativos actualmente.

El Espacio de Trabajo (Zona 1)

El rea en el medio de la pantalla se llama Espacio de Trabajo, ste es el principal foco
de atencin de iQuimiCAD, El lugar en donde usted hace sus diagramas de flujo, ver sus
grficos y realiza sus simulaciones.

Cuando usted lanza por primera vez el iQuimiCAD, el Espacio de Trabajo es de color
blanco slido, cuando usted inicia un trabajo de diagrama de flujo o abre una simulacin
existente, el diagrama de flujo se muestra en este espacio de trabajo.




El men contextual (Zona 2)

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Este men contextual, como toda operacin en Windows, se extrae usando el clic derecho
del ratn, con este men usted podr acceder a diversos comandos relacionados con el
equipo sobre el cual ha presionado el clic derecho.

Principalmente se usa para acceder al ingreso de datos (zona 4) haciendo clic en la opcin
Propiedades Ingeniera.


El Panel Paleta (Zona 3)



Al lanzar la aplicacin o abrir un nuevo de simulacin en el iQuimiCAD se encuentra
flotante el panel de la Paleta, esta es una librera de varios iconos de unidades de
operacin y herramientas para dibujas diagramas de flujo.

El cual se puede mostrar u ocultar segn necesidad del usuario desde el men principal
del programa: vaya a Ver Panel Mostrar, como se muestra en la figura siguiente:

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El Ingreso de datos (Zona 4)



Esta es, sin duda la parte mas importante del programa y esencial, por el cual pasamos a
describir mas adelante, cada uno de los parmetros que lo conforman, adelantando que se
trata del ingreso de datos por parte del usuario, en los cuales hay que tener mucho
cuidado pues un dato mal ingresado (como es ingresar texto en uno de los campos que se
solicitan nmeros) puede ocasionar una interrupcin del funcionamiento del programa, a tal
punto de generar Crush y cerrar inesperadamente el software, ocasionando una perdida
de datos e incluso perdida del archivo de simulacin.

Nota: iQuimiCAD, el autor, asi como el distribuidor de este software no se hace
responsable de los efectos posteriores a un mal ingreso de datos por parte del
usuario, asi como nos exentamos de todo tipo de garantas del funcionamiento del
programa tal como se especifica en el acuerdo de licencia del usuario.
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La barra de Estado (Zona 5)



Esta barra de estado, tiene por objetivo orientar al usuario del funcionamiento del software,
asi como darle datos tiles que lo ayuden a realizar con ms facilidad un diseo asi como
ubicar diferentes errores posibles de funcionamiento.
En la primera sub. Zona encontraremos el path del archivo actual en uso, en la segunda
sub. Zona, es simplemente un indicador en asteriscos (*) que indican que todos los
mdulos han sido cargados exitosamente, la tercera sub. Zona indica el telfono del
propietario de la licencia, la sub. Zonas que siguen indicaran la posicin del cursor del
ratn segn se va moviendo por la zona de trabajo, finalmente encontramos la zona de
errores, donde nos indica cada movimiento o accin ultima realizada con el software.


































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Capitulo 4
Trabajando con archivos de
Simulacin

Todos los trabajos que UD. Hace en iQuimiCAD estn guardados en archivos de
simulacin, con el formato de iQuimiCAD 0.2, donde cada simulacin conlleva la generaron
de una serie de archivos de trabajo de diferentes extensiones, por esta razn es imperativo
hacer un directorio para cada simulacin que usted desea trabajar; ya que usar un mismo
directorio para una serie de simulaciones podran generar archivos con el mismo nombre y
asi malograr archivos de una simulacin anterior, con la consiguiente perdida de datos.

Sobre los archivos de Simulacin iQuimiCAD

Son archivos de extensin .iq los cuales se distinguen por su sistema operativo e incluso
por las diferentes versiones de iQuimiCAD.


Abriendo una Simulacin Existente

Del men principal seleccione la opcin Archivo Abrir el cual abrir el cuadro de
dialogo Abir, navegue por su PC hasta encontrar el archivo de simulacin que usted quiere
abir, el cual tendr la extensin .iq, finalmente haga clic en abir.

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Creando una Nueva Simulacin

Al abrir el iQuimiCAD se mostrar el entorno y una pantalla de, usted podra empezar aqu
a construir su simulacin, sin embargo se recomienda que antes de hacer algo, guarde
este archivo para empezar a disear su simulacin, asi se evita de una posible perdida de
datos de su simulacin.
Si ya ha abierto un archivo de simulacin, pero desea empezar uno nuevo, guarde el
archivo actual y del men principal seleccione la opcin Archivo Nuevo, o haga clic en
el icono Nuevo de la barra de herramientas, aparecer una ventana en blanco para que
empiece a disear una simulacin

Guardando una Simulacin

Para guardar los cambios que usted ha hecho cobre un archivo de simulacin existente, en
el men principal escoja Archivo > Guardar, o haga clic en el botn Guardar de la barra de
herramientas.

Para guardar una simulacin en otra ubicacin o cambiarla de nombre vaya al men
principal y escoga la opcin Archivo Guardar Como. Aparecer el cuadro de dialogo
Guardar como el cual trae por defecto la extensin de iQuimiCAD (*.iq) una ves ubicada
presione Guardar y retorne a su simulacin.

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Capitulo 5
Usando y Construyendo una
Simulacin Bsica


Todas las simulaciones que se pueden crear en iQuimiCAD son de tipos muy variados, sin
embargo todas siguen los mismos procedimientos bsicos:

1. Iniciar una nueva simulacin.
2. Seleccionar las unidades de ingeniera para la simulacin.
3. Crear el diagrama de flujo con las apropiadas corrientes.
4. Seleccionar componentes qumicos a usase.
5. Definir las corrientes de alimentacin del proceso.
6. Ingresar las especificaciones par alas unidades de operacin.
7. Correr la simulacin.
8. Revisar los resultados de simulacin.

Iniciando una nueva Simulacin

Lance el iQuimiCAD y escoge Archivo Guardar Como. Del men principal , seleccione
un nombre y guarde el archivo.
Cuando usted inicia el iQuimiCAD el directorio por defecto para guardar los archivos es el
mismo que figura en el archivo iquimicad.ini, esto es, el directorio del programa pero usted
puede guardar en cualquier otro lugar de su PC asi como la Red, la extensin con que se
guardara el archivo ser .iq

Dibujando el Diagrama de Flujo


Para crear un diagrama de su simulacin, ser necesario que coloque los equipos
especficos y adecuados que intervendrn en su proceso, todos estos equipos se
conectaran entre si por medio de corrientes, que posteriormente se colocaran.

La herramienta para seleccionar equipos esta en el panel esta paleta que originalmente se
encuentra flotando en la ventana de iQuimiCAD.


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Aadiendo Unidades de Operacin



Para aadir unidades de operacin a su diagrama debe seguir los siguientes pasos:

1.-En la Paleta donde se muestran todas las unidades de operacin busque el icono que
desea incorporar y haga clic cuando lo ubique sobre el icono para seleccionarlo.

2.-Localcese en algn punto sobre .la ventana principal de dibujo de iQuimiCAD y para
colocar el equipo en esa posicin haga doble clic.

3.- Finalmente para des seleccionar el equipo actual debe hacer clic con el botn derecho
del ratn, y prosiga a seleccionar los dems equipos que se requieran para su proceso.

Nota: Al colocar la Operacin unitaria en el diagrama se coloca tambin el nombre del
equipo (En el ejemplo ABS-101), este nombre se coloco en el campo para escribir texto
del panel y es exclusivo es decir no puede repetirse para otro equipo u operacin unitaria.


Trabajando con iconos de las Unidades de Operacin

Despus que usted haya insertado en su diagrama los iconos que necesite para una
simulacin, usted podr cambiarlos de posicin.

Verifique que el cursos del ratn este en modo normal, dirjase al equipo y hgale clic
derecho.

Manipule el icono de la Unidad de Operacin como le plazca:

- Para mover haga clic en el icono (preferiblemente en el centro) y simplemente
arrstrelo a la posicin nueva.
- Para eliminar la seleccin actual, seleccione el icono correspondiente de la barra de
herramientas.

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Nota: La opcin de eliminar podra no estar activa en versiones anteriores a esta.

Dibujando las lneas de Conexin, una Corriente.

Antes de que pueda aadir corrientes de operacin usted debe insertar las Operaciones
unitarias o equipos en su diagrama, que sern necesarias para su proceso, una vez hecho
esto sigua los siguientes pasos para aadir las corrientes de operacin:

1.- Escoja el modo tuberas (corrientes) con el icono correspondiente de la barra de
herramientas.


2.- El puntero del ratn se tornara a una cruz que abarca toda la pantalla, vaya a su icono
que representa la Operacin Unitaria que ser el equipo por el cual la corriente estar de
salida (En el ejemplo de la figura, abajo seria ENT-201), note que los puntos rojos
simbolizan la salidas, si su equipo muestra varias salidas decdase por una de ellas.



3.- Al colocarse en un punto de salida rojo, haga clic y libere el botn del ratn,
continuacin continu en con dibujo de la corriente.

4.- Muvase a la Operacin unitaria en la cual usted desee que termine la corriente,
aparecern puntos que le indicaran ingreso de corrientes en el equipo, si su equipo
muestra varios ingresos, decdase por uno de ellos.


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5.- Al escoger uno de estos puntos de entrada de corrientes, de color azul, usted habr
concluido con el diseo de una corriente de operacin.

Finalizado esto, el cursor del Mouse puede continuar como cruz o no, segn usted decida,
para que le permita el dibujo de otra lnea de operacin, para liberar esta condicin, haga
clic con el botn derecho del ratn sobre el icono de modo tuberas (corrientes). La cruz
desaparecer.

Otras Herramientas de Dibujo

Adicionalmente a las corrientes de proceso la paleta ofrece la herramienta de dibujo de
Texto, mediante la herramienta Tex , que tambin pude usted introducir a su diagrama.


La Herramienta Tex

Es frecuente que se deseen guardar datos escritos en su diagrama, el programa le permite
tener este tipo de datos para mantener (o intercambiar) la informacin lo mas transparente
con otros usuarios, el uso es bastante sencillo, solo sigua los siguientes pasos:

1.- Escriba en el campo para texto lo que usted desea que se coloque en el diagrama.

2.- Seleccione el botn Tex con el clic izquierdo, el texto desaparecer del campo de texto
para que pueda ingresar otro texto mas adelante.

3.- Haga doble clic en el rea de trabajo donde desee que se ubique el texto, esto no es
determinante ya que al igual que una Operacin unitaria, posteriormente se puede mover
el texto a su gusto.



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A manera de ejemplo de prctica se coloca una captura de una de la simulacin hecha con
iQuimiCAD, en el cual pueden observarse todos los datos del problema a resolver,
suponemos que a estas alturas ya estara en la capacidad de realizar el mismo diagrama.



Especificando Condiciones de Proceso

Una vez que se concluye con el diagrama, se esta en condiciones de introducir los datos
de operacin de la columna de absorcin, para esto, despliegue el men contextual y vaya
a Propiedades Ingeniera, el cual muestra un cuadro de dialogo de introduccin de
datos de operacin de la columna:

Para objetos de explicar de una manera clara cada uno de los parmetros que conforman
este cuadro de dialogo, se rotula cada celda entre corchetes, OpUnit: [A], de tal manera
que nos referiremos a este, no por el nombre, sino por el carater contenido entre los
corchetes.

En este punto cabe resaltar que un error en el ingreso de datos puede ocasionar
consecuencias catastrficas para el usuario, de tal manera que le rogamos verificar bien
los valores antes de resolver el equipo.

Nota: iQuimiCAD, el autor, asi como el distribuidor de este software no se hace
responsable de los efectos posteriores a un mal ingreso de datos por parte del
usuario, asi como nos exentamos de todo tipo de garantas del funcionamiento del
programa tal como se especifica en el acuerdo de licencia del usuario.
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[A] : UnitOp: Operacin unitaria o equipo, este consiste de un numero entero que indica
el numero que ocupa entre todos las Operaciones unitarias del proceso o entre todos los
equipos; el numero mximo de Operaciones Unitarias o Equipos (incluidos textos) es de
500 para esta versin.

[B] : Datos en: Se trata de un texto que muestra el archivo que contiene todos los datos
del cuadro de dialogo, de tal manera que la prxima vez que se visualice tambin se
visualicen todos los cambios que se le hacen, este nombre de archivo es uno con
extensin .eli (equilibrio con liquido) y es nico para cada equipo u operacin unitaria
en este caso para el Absorbedor.



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[0] : x2: En minsculas, es la fraccin molar del soluto en el solvente liquido que ingresa a
la columna y debe ser dato.
[1] : y2: En minsculas, es la fraccin molar del soluto en el solvente gas que sale de la
columna y debe ser dato, ya que es el aproximado que se desea obtener.

[2] : x1: En minsculas, es la fraccin molar del soluto en el solvente liquido que sale por
la parte inferior de la columna, este valor es calculado por el sistema.

[3] : y1: En minsculas, es la fraccin molar del soluto en el solvente gas que ingresa a la
columna y debe ser dato.

[4] : G1: Es el flujo molar de gas exento de soluto que ingresa a la columna es calculado
por el sistema.

[5] : L1: Es el flujo molar de liquido exento de soluto que sale de la columna, es calculado
por el sistema.

[6] : G2: Es el flujo molar de gas exento de soluto que sale de la columna es calculado por
el sistema.

[7] : L2: Es el flujo molar de liquido exento de soluto que ingresa a la columna, es
calculado por el sistema.

[8] : K
G
a: Es el coeficiente de transferencia de masa volumtrico caracterstico del tipo de
empaque y condiciones de operacin e la columna, los fabricantes de empaques otorgan
este coeficiente, y debe ser dato.



[11] : Lsm: Flujo de liquido molar mnimo para lograr la absorcin, es calculado por el
sistema.

[12] : Gs: Es el flujo molar de gas con el soluto que ingresa por la parte inferior de la
columna, debe ser dato.

[13] : Ls: Es el valor del flujo molar liquido que ingresa por la parte superior en la
operacin de la columna, lo calcula el sistema.






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[14] : Cf: Es calculado por el sistema para condiciones de operacin, depende del tipo de
empaque (Rashing, Berl), Material (cermico, metal), Tamao.

[18] : % Recuperacin: Es el valor de porcentaje recuperado del soluto valioso, es
calculado por el sistema.

[23] : Relacin Lmin: Es factor que multiplica Lmin el valor debe ser mayor a uno y es
dato necesario.

[24] : TOp: Es la temperatura de operacin de la columna, debe ser dato.

[25] : POp: Es la presin de operacin de la columna, debe ser dato.




[27] : Altura: Es la altura de la torre este dato lo calcula iQuimiCAD y es uno de sus
objetivos, se calcula como Altura=NTOGxHTOG.

[28] : NTOG: Es el numero de unidades de transferencia necesarios, es calculado por el
iQuimiCAD.

[29] : NTOG: Es el numero de unidades de transferencia necesarios, es calculado por el
iQuimiCAD.

[ID_A4_9] :Datos de equilibrio: Contiene el path (ruta del archivo en el sistema) del
archivo que contiene los datos de equilibrio, el cual se elige con el botn de tres puntos
() y obedece a un archivo con extensin .eqa.

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Este archivo se crea segn los datos de equilibrio el relaciones molares los cuales se
copian en un archivo de texto y se guarda con la extensin eqa, el formato es el siguiente:
Primera lnea: va indicado el nmero de datos (en este caso 9)
Segunda lnea: los datos de X1,Xi,X9
Dcima lnea (o segn corresponda al numero de datos): valores de Y1Yi..Y9
Ultima lnea: es una lnea que termina en blanco es decir despus del ultimo valor de Y se
termina en Enter.

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[Resolver->>] : resuelve el sistema, resuelve la columna de absorcin con los datos asi
proporcionados.

[Aceptar] : Cierra el cuadro de dialogo, guardando los datos.
[Ayuda] : Muestra esta ayuda.
[Cancelar] : Cierra el cuadro de dialogo, sin guardar cambios.


Resolviendo el sistema:

Una vez que se concluye con el ingreso de datos necesarios, se hace clic derecho cobre el
botn Resolver->> e inmediatamente (menos de un segundo) el software calculara los
valores que usted necesita para el diseo de una torre de absorcin; para el caso de
nuestro ejemplo, el sistema resuelto quedara as:











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Capitulo 6
Ecuaciones utilizadas internamente
por iQuimiCAD

Cada de presin en tuberas:


Ecuacin de Darcy - Weisbach



Ecuacin para obtener f
D


























Para un sistema:


hL:Altura en eje Z
K=K1+K2+K3
K1:K tubera
K2: K por el primer codo o accesorioetc
Para un codo: K=20Ft : Ft: Tablas (Cargads dentro del software o
manualemtne)
( )
12 / 1
2 / 3
12
1
Re
8
* 8
(
(

+
+
|

\
|
=
B A
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2
2

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16
0
9 . 0
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Re
7
1
ln . 457 . 2
(
(
(
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|
+ |

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16
Re
37530
|

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|
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0
0
0
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12
1

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tuberia
=
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25


Bibliografa: Flujo de Fluidos en Vlvulas accesorios y tuberas, CRANE
McGraWW HILL, Pag 4-13


NOTA: Revisar la tesis completa para ver detalles de las ecucaciones y
ejemplos de calculo.