Proyecto I - VBA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO
Departamento Académico de Ingeniería Química

IQ648AQI/ IQ648APQ: Programación aplicada a Ingeniería Química
Profesor: Ing. Franklin A. Salas Camacho
PROYECTO I - USO DE FORMULARIO EN VBA
OBJETIVOS:
• Verificar la capacidad para aplicar los conocimientos de programación en VBA de Excel.

• Demostrar el pensamiento lógico, algorítmico, y analítico con el problema planteado.
• Usar las herramientas de Microsoft Excel para la solución de los problemas.
INDICACIONES:
Para asegurar un buen producto final de esta actividad, los alumnos realizaran lo siguiente:
1. El trabajo es grupal (máximo 3 personas).

2. Realizar el íntegro del trabajo sobre una hoja de cálculo de Microsoft Excel.
3. Guardar su trabajo con el siguiente formato, “Apellido(s) paterno(s) – Primer Nombre” (ej. “Salas –
Franklin Pro-I”. xlsmx)
4. El plagio da lugar a la descalificación del trabajo con nota cero (0).
5. La entrega debe hacerse en la fecha señalada en el calendario del curso. No se recibirán trabajos fuera
de esta fecha. (Fecha de Entrega: 07/09/20).
6. Verificar la redacción y ortografía antes de considerar el trabajo como concluido.
PUNTAJE:
Esta actividad será evaluada sobre 20 puntos. El promedio del campo de proyectos representa el 35% de la
nota final de la segunda parcial.
DESCRIPCIÓN DE LOS EJERCICIOS:
Las preguntas evalúan los conceptos teóricos y prácticos de las diversas herramientas expuestas en clases.
PROBLEMA
Construya un formulario con las siguientes especificaciones:
• Use el documento “Data_especies_puras.txt”, como base de datos para extraer las propiedades
necesarias en los cálculos posteriores, que se encuentra en el mismo enlace de Classroom.
• La tabla 1 contiene los parámetros de las ecuaciones cubicas de estado; van der Waals (vdW), Redlish/
Kwong (RK), Soave/Redlish/Kwong (SRK), Peng/Robinson (PR).
Tabla 1. Asignación de parámetro de para las ecuaciones de estado. Para su uso con las ecuaciones (3.49) a (3.56)
Ecuación de 𝜶(𝑻𝒓 ) 𝝈 𝝐 𝛀 Ψ 𝒁𝒄
estado
vdW 1 0 0 1/8 27/64 3/8
RK −1/2 1 0 0.08664 0.42748 1/3
𝑇𝑟
SRK 𝛼𝑆𝑅𝐾 (𝑇𝑟 ; 𝜔) 1 0 0.08664 0.42748 1/3
PR 𝛼𝑃𝑅 (𝑇𝑟 ; 𝜔) 1 + √2 1 − √2 0.07780 0.45724 0.3074
𝟏 𝟐
−
𝜶𝑺𝑹𝑲 (𝑻𝒓 ; 𝝎) = [𝟏 + (𝟎. 𝟒𝟖𝟎 + 𝟏. 𝟓𝟕𝟒𝝎 − 𝟎. 𝟏𝟕𝟔𝝎𝟐 ) (𝟏 − 𝑻𝒓 𝟐 )]
𝟏 𝟐
−
𝟐
𝜶𝑷𝑹 (𝑻𝒓 ; 𝝎) = [𝟏 + (𝟎. 𝟑𝟕𝟒𝟔𝟒 + 𝟏. 𝟓𝟒𝟐𝟐𝝎 − 𝟎. 𝟐𝟔𝟗𝟗𝟐𝝎 ) (𝟏 − 𝑻𝒓 𝟐 )]
Ecuaciones Intermedias:
𝑃
𝛽 = Ω 𝑇𝑟 (1)
𝑟
Ψα(Tr )
𝑞= Ω𝑇𝑟
(2)
Ecuaciones para el coeficiente de compresibidad
𝑍−𝛽
𝑍 = 1 + 𝛽 − 𝑞𝛽 (𝑍+𝜖𝛽)(𝑍+𝜎𝛽) , (𝑉𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜) (3)
1+𝛽−𝑍
𝑍 = 𝛽 + (𝑍 + 𝜖𝛽)(𝑍 + 𝜎𝛽) ( 𝑞𝛽
), (𝐿í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜) (4)
EJEMPLO DE APLICACIÓN:
Teniendo en cuenta que la presión de vapor para el n-butano a 350 K es 9.4573 bar, encuentre los volúmenes
molares de a) vapor saturado y b) líquido saturado de n-butano en estas condiciones mediante la ecuación de
Redlish/Kwong.
Solución:
A partir de los valores de 𝑇𝑐 y 𝑃𝑐 para el n-butano de la tabla de especies puras, se obtiene:
𝑇 350 𝑃 9.4573
𝑇𝑟 = = = 0.8233 , 𝑃𝑟 = = = 0.2491
𝑇𝑐 425.1 𝑃𝑐 37.96
El parámetro 𝑞 se conoce por la ecuación (2), con Ω, Ψ y 𝛼(𝑇𝑟 ) para la ecuación RK de la tabla 1:
−1/2
ΨTr Ψ −3/2 0.42748
𝑞= = Tr = (0.8233)−3/2 = 6.6048
Ω𝑇𝑟 Ω 0.08664
El parámetro 𝛽 se determina a partir de la ecuación (1):
𝑃𝑟 (0.08664)(0.2491)
𝛽=Ω = = 0.026214
𝑇𝑟 0.8233
a) Para el vapor saturado, escribiendo la forma RK de para la siguiente ecuación, lo que resulta por sustitución
de valores apropiados para 𝜖 y 𝜎 de la tabla 1:
𝑍−𝛽
𝑍 = 1 + 𝛽 − 𝑞𝛽
(𝑍 + 𝜖𝛽)(𝑍 + 𝜎𝛽)
𝑍−𝛽
𝑍 = 1 + 𝛽 − 𝑞𝛽
(𝑍 + (0)𝛽)(𝑍 + (1)𝛽)
𝑍−𝛽
𝑍 = 1 + 𝛽 − 𝑞𝛽
𝑍(𝑍 + 𝛽)
Reemplazando los valores de 𝑞 y 𝛽:
𝑍 − 0.026214
𝑍 = 1 + (0.026214) − (6.6048)(0.026214)
𝑍(𝑍 + 0.026214)
La iteración con un valor inicial Z = 1 converge en Z = 0.8305. Así,

𝑣
𝑍𝑅𝑇 (0.8305)(83.14)(350) 𝑐𝑚3
𝑉 = = = 2555
𝑃 9.4573 𝑚𝑜𝑙
𝑐𝑚 3
Un valor experimental es 2482 𝑚𝑜𝑙 .
b) Para el liquido saturado se aplica la ecuación (4) en su forma RK:

1+𝛽−𝑍
𝑍 = 𝛽 + (𝑍 + 𝜖𝛽)(𝑍 + 𝜎𝛽) ( )
𝑞𝛽
1+𝛽−𝑍
𝑍 = 𝛽 + (𝑍 + (0)𝛽)(𝑍 + (1)𝛽) ( )
𝑞𝛽
1+𝛽−𝑍
𝑍 = 𝛽 + 𝑍(𝑍 + 𝛽) ( )
𝑞𝛽
Reemplazando los valores de 𝑞 y 𝛽:
1 + (0.026214) − 𝑍
𝑍 = (0.026214) + 𝑍(𝑍 + (0.026214)) ( )
(6.6048)(0.026214)
En la etapa inicial se emplea 𝑍 = 𝛽 en el lado derecho de esta ecuación. La iteración conduce a la convergencia
en el valor 𝑍 = 0.04331. De donde,
𝑍𝑅𝑇 (0.04331)(83.14)(350) 𝑐𝑚3

𝑉𝑙 = = = 133.3
𝑃 9.4573 𝑚𝑜𝑙
𝑐𝑚3
Un valor experimental es 115.0 𝑚𝑜𝑙 .
Por comparación, los valores de 𝑉 𝑣 y 𝑉 𝑙 calculados con las condiciones del ejemplo para las cuatro ecuaciones
de estado cubicas se resumen en la tabla 2:
Tabla 2. Resultado del ejemplo para las cuatro ecuaciones de estado.

𝑉 𝑣 [𝑐𝑚3 /𝑚𝑜𝑙] 𝑉 𝑙 [𝑐𝑚3 /𝑚𝑜𝑙]
Exp. vdW RK SRK PR Exp. vdW RK SRK PR
2482 2667 2555 2520 2486 115.0 191.0 133.3 127.8 112.6
Nota: Exp. denota el valor experimental.
Para mayor detalle puede consultar la siguiente bibliografía:
- Smith, J. M., Van Ness, H. C., Abbott, M. M., & García, C. R. (2007). Introducción a la termodinámica en
ingeniería química. (págs. 96 – 99). McGraw-Hill.

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• Verificar la capacidad para aplicar los conocimientos de programación en VBA de Excel.

1. El trabajo es grupal (máximo 3 personas).

DESCRIPCIÓN DE LOS EJERCICIOS:

Construya un formulario con las siguientes especificaciones:

Ecuaciones para el coeficiente de compresibidad

La iteración con un valor inicial Z = 1 converge en Z = 0.8305. Así,

b) Para el liquido saturado se aplica la ecuación (4) en su forma RK:

𝑍𝑅𝑇 (0.04331)(83.14)(350) 𝑐𝑚3

Tabla 2. Resultado del ejemplo para las cuatro ecuaciones de estado.

Para mayor detalle puede consultar la siguiente bibliografía:

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