EGEL Plus Ingeniería Química flashcards

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Reactivo limitante

Componente que se agota primero según la estequiometría; su cantidad fija la conversión máxima teórica y el resto de reactivos queda en exceso.

Grados de libertad

Diferencia entre variables desconocidas y ecuaciones independientes en un balance; si es cero el sistema se resuelve, si es negativo está sobrespecificado.

Estado estacionario

Condición en la que las variables del proceso no cambian con el tiempo, de modo que el término de acumulación del balance es igual a cero.

Calor latente

Energía necesaria para cambiar de fase una unidad de masa a temperatura constante, como la vaporización del agua o la fusión del hielo.

Recirculación con purga

Corriente que regresa al reactor para elevar la conversión global; la purga retira inertes acumulados y evita su concentración creciente.

Ecuación de Arrhenius

k = A·exp(−Ea/RT); relaciona la constante cinética con la temperatura y permite obtener la energía de activación de una gráfica de ln k contra 1/T.

Reactor CSTR

Reactor de mezcla perfecta que opera en estado estacionario; su volumen es V = FA0·X/(−rA) y la concentración interna iguala la de salida.

Reactor PFR

Reactor de flujo pistón sin mezcla axial; el volumen se obtiene integrando FA0·dX/(−rA) y suele requerir menos volumen que un CSTR equivalente.

Orden de reacción

Exponente de la concentración en la ley de velocidad; solo se determina experimentalmente y no coincide necesariamente con los coeficientes estequiométricos.

Selectividad

Relación entre el producto deseado y el indeseado formado en reacciones múltiples; se mejora ajustando temperatura, concentración y catalizador.

Desactivación de catalizador

Pérdida progresiva de actividad por coqueo, envenenamiento o sinterización; se modela con la actividad a(t) como función del tiempo en operación.

Ley de Fourier

q = −kA·dT/dx; el flujo de calor es proporcional al gradiente de temperatura y a la conductividad térmica del material, con signo negativo.

Ley de Fick

J = −DAB·dC/dx; el flujo másico de un componente difundido depende del gradiente de concentración y de la difusividad binaria.

Eficiencia de Carnot

η = 1 − T_frío/T_caliente con temperaturas absolutas; representa el límite máximo teórico de conversión de calor en trabajo de un ciclo reversible.

Coeficiente global U

1/U = 1/h₁ + e/k + 1/h₂; combina las resistencias convectivas y conductivas que limitan la transferencia de calor entre dos fluidos.

Número de Prandtl

Pr = Cp·μ/k; compara la difusividad de momento con la difusividad térmica y sirve para correlacionar convección en fluidos.

Fugacidad

Propiedad que reemplaza la presión parcial en mezclas no ideales; el equilibrio entre fases exige igualdad de fugacidades de cada componente.

Diferencia media logarítmica

ΔT_ml = (ΔT₁ − ΔT₂)/ln(ΔT₁/ΔT₂); promedio correcto de la fuerza impulsora térmica en intercambiadores de calor.

Ecuación de Ergun

Modelo de caída de presión en lechos empacados que suma un término laminar tipo Blake-Kozeny y un término turbulento tipo Burke-Plummer.

Volatilidad relativa

α = K_ligero/K_pesado; si es mayor que uno la destilación es viable, y valores cercanos a la unidad exigen más etapas o mayor reflujo.

Ley de Raoult

yᵢP = xᵢPᵢ_sat para mezclas ideales; describe el equilibrio líquido-vapor y es la base del cálculo de destilación flash.

Velocidad mínima de fluidización

Velocidad del fluido a la que la caída de presión del lecho iguala su peso por unidad de área, iniciando el movimiento de las partículas.

Ley de Stokes

v = g·d²(ρp − ρf)/(18μ); velocidad terminal de una partícula esférica en régimen laminar, usada en sedimentación y clasificación.

Función de transferencia

Relación entre salida y entrada en el dominio de Laplace; para primer orden es K/(τs + 1) y τ define el tiempo de respuesta.

Control PID

Ley de control con acción proporcional, integral y derivativa; la integral elimina el error estacionario y la derivativa reduce el sobreimpulso.

Sintonización Ziegler-Nichols

Método empírico basado en la ganancia última Ku y el periodo Pu; para PID clásico usa Kp = 0.6Ku, Ti = Pu/2 y Td = Pu/8.

Criterio de Routh-Hurwitz

Regla que determina estabilidad a partir de los coeficientes del polinomio característico; requiere que todas las raíces tengan parte real negativa.

Control en cascada

Esquema donde un lazo externo lento fija el punto de ajuste de un lazo interno rápido, mejorando el rechazo de perturbaciones de flujo.

Sistema sobreamortiguado

Caso de segundo orden con ζ mayor que uno; la respuesta no oscila y se aproxima al valor final de forma lenta y monótona.

NFPA 704

Rombo de seguridad con escalas de 0 a 4 para salud, inflamabilidad y reactividad, más indicaciones especiales de reactividad con agua u oxidantes.

TLV-TWA

Concentración promedio ponderada admisible para una jornada de ocho horas y cuarenta horas semanales, sin efectos adversos en trabajadores expuestos.

Ruta crítica

Secuencia de actividades con holgura cero en un proyecto; cualquier retraso en ellas desplaza directamente la fecha de terminación del proyecto.