UNIDAD III COMPORTAMIENTO DE FASES

3.9- Diagrama para mezclas de 3 componentes3.10-Diagrama ternario3.11-uso de los diagramas ternarios 3.12-Mezcla multicomponente

INTEGRANTES:

JUAN IGNACIO LAZARO CORDOVAROBERTO ESTRADA MORALESROSA GABRIELA TORREZ JIMENEZJOSE CRUZ RUIZRAFAEL ANTONIO ROSAS MUÑOZ

TITULAR:

I.Q. GILMER CERINO CORDOVA

El diagrama de solubilidad de tres fases, también conocido como diagrama de solubilidad de sistema ternario es un gráfico triangular en el que cada vértice representa un compuesto al 100% y disminuye conforme se aleja del mismo punto. Un punto en cualquier zona dentro del triangulo representa dicho porcentaje de cada compuesto dando un total de 100% de la mezcla. Para un sistema dado de tres componentes líquidos, existirán composiciones para las cuales la solubilidad es completa, Resultando la mezcla en una sola fase.

DIAGRAMA PARA MEZCLAS DE 3 COMPONENTES

Cuando el sistema presenta 3 Componentes , se recurre a diagramas de tipo triangular, anotando sobre el diagrama en su caso de forma algebraica los cambios y puntos singulares, estos diagramas de fases para tres componentes se establecen para 2 Grados de Libertad prefijados (Presión y Temperatura). Los diagramas triangulares son realmente secciones isotérmicas de un sólido geométrico cuya base es un triángulo equilátero, en el cual se marcan las concentraciones, y un eje vertical en el que se marca la temperatura. Tal sólido se puede construir con base en un estudio de un sistema ternario dado a diversas temperaturas, y la subsecuente reunión de las secciones isotérmicas en un modelo tridimensional.

DIAGRAMA TERNARIO

Los diagramas ternarios son una herramienta útil para evaluar las variaciones de concentración de tres componentes en un sistema, se pueden presentar los casos de sistemas liquido-liquido, liquido-gas y solido-liquido.en la industria de los hidrocarburos estos diagramas se utilizan para los procesos de transporte de crudo y métodos de recobro mejorado.Los procesos de recobro mejorado (EOR) incluyen todos los métodos que usan fuentes externas de energía y/o materiales para recuperar el aceite que no pueden ser producidos económicamente por medios convencionales.Inyección de aguaMétodos térmicos: estimulación con vapor, inyección de vapor, inyección de agua caliente y combustión insitu.Métodos químicos: inyección de polímeros y surfactantes.Métodos miscibles: inyección de gas, CO2, nitrógeno.

DIAGRAMA TERNARIO

Los diagramas ternarios o triangulares son la representación gráfica de las posibles relaciones o combinaciones entre tres elementos. Indican la distribución de tres variables o componentes diferentes y consisten en la unión de tres diagramas binarios en los que las variables se repiten dos a dos. Permiten trabajar con dos tipos de condiciones entre las variables: condiciones de proporción y condiciones de relación. Esto repercute en el tipo de líneas que configuran el gráfico. La figura muestra un diagrama ternario en el que cada vértice representa el 100% de la variable y las bases opuestas el 0% de la misma. • Los puntos interiores del

triángulo indican la mezcla de los 3 componentes: A, B y C.

• los puntos de la linea “x” indican un 0% de A, el 100% lo forman B + C.

• los puntos de la linea “y” indican un 0% de C, el 100% lo forman A + B.

• los puntos de la linea “z” indican un 0% de B, el 100% lo forman A + C.

DIAGRAMAS TERNARIOS CON LINEAS DE PROPORCIONALIDAD

Las lineas en este diagrama están formadas por los puntos que configuran los lugares geométricos en los que el porcentaje de una variable se mantiene constante. estas lineas, las podemos denominar “lineas de proporcionalidad”. Cada una de ellas es en realidad un diagrama binario que reparte entre dos variables la proporción que resta tras atribuir al tercer componente un porcentaje fijo y determinado.Para obtener una linea que represente un porcentaje determinado de uno de los elementos considerados (A, B y C), se traza una paralela en el lado opuesto al vértice ocupado por dicho componente de forma tal que sus extremos sean los valores deseados. estos valores vienen dados por los diagramas binarios que constituyen los lados que participan del componente analizado.

A

B C

Las lineas de proporcionalidad son paralelas a uno de los lados y mantienen fija en todo sus pintos la proporción del elemento que ocupa el vértice opuesto, independientemente de la relación entre las proporciones de los otros dos elementos.

A

B C

A

B C

40%

20%

40%

Por ejemplo para el uso del diagrama ternario es el siguiente:

Nos piden determinar la composición en el punto rojo.

Primero iniciamos en el componente A y como se comento cada escala equivale a un 10%, entonces, observamos como va decreciendo la relación porcentual, tendríamos en el componente A un 40%, en el punto B un 20% y en el punto C un 40%.

Este ejemplo muestra cómo funciona este tipo de diagrama para un conjunto hipotético de tres muestras de suelo:

EJEMPLO # MATERIA ORGANICA

ARCILLA ARENA NOTAS

MUESTRA 1 80% 10% 10% COMO LA PROPORCION DE MATERIA ORGANICA Y ARCILLA SUMA 90% LA PROPORCION DE ARENA DEBE SER DEL 10%.

MUESTRA 2 50% 40% 10% LA PROPORCION DE ARENA TAMBIEN ES DEL 10%. PERO LAS PROPORCIONES DE MATERIA ORGANICA Y ARCILLA DIFIEREN DE LAS DADAS EN LA MUESTRA ANTERIOR

MUESTRA 3 10% 40% 50% ESTA MUESTRA TIENE LA MISMA PROPORCION DE ARCILLA QUE LA MUESTAR 2, PERO COMO TIENE UNA PROPORCION MENOR DE MATERIA ORGANICA, SU PROPORCION DE ARENA TIENE QUE SER MAYOR PUES LA SUMA DE TODAS LAS PROPORCIONES ES 100%.

Esta aplicación también es de uso común en la Geología para la clasificación de diferentes tipos de rocas, en este trabajo se realiza el Diagrama Ternario para la clasificación de algunas rocas. también se le conoce en internet y en algunos libros como “Diagrama de Streckeisen”, “Diagrama triangular”, “Diagrama QAPF”, “Diagrama Ternario doble”, para fines más prácticos se utiliza el nombre de “Diagrama Ternario”

USO DE LOS DIAGRAMAS TERNARIOS

HALLANDO LA PRIMERA INTERSECCION HALLANDO LA SEGUNDA INTERSECCION

PARA REPRESENTAR UN PUNTO, NO HACE FALTA BUSCAR LA TERCERA INTERSECCIÓN, PUES DEPENDE MATEMÁTICAMENTE DE LAS OTRAS DOS.

EFECTUANDO LOS OTROS DOS EJEMPLOS TENEMOS LOS TRES PUNTOS DE INTERSECCION DE LAS MUESTRAS.

Para graficar estos porcentajes se requiere de una interfaz del Diagrama Ternario en donde los usuarios puedan ingresar las cantidades (porcentajes) por medio del teclado y que un software grafique la zona donde cae el punto de intersección de las tres proyecciones automáticamente y en base a esto ellos puedan clasificar el tipo de roca.

MEZCLA MULTICOMPONENTE

Tradicionalmente, el estudio de la rectificación se aborda diferenciando entre el caso de las mezclas multicomponente y las binarias. Esto se justifica, en primer lugar, por el hecho de que los métodos gráficos, que resultan tan útiles en el diseño de procesos de destilación de mezclas binarias, no pueden aplicarse en el caso de mezclas multicomponente, donde por tanto es necesario el desarrollo de métodos algebraicos diferentes. Además el planteamiento del problema también es diferente ya que el número de variables que se puede especificar permite que, en el caso de las mezclas binarias, sea posible llegar a conocer con exactitud cuál va a ser la composición de los productos deseados, mientras que en el caso multicomponente, sólo se podrá conocer la composición de los dos componentes clave que se pretende separar. Por tanto no serán directamente aplicables los criterios en que se basan los métodos clásicos de Ponchon-Savarit o de McCabe-Thiele, que deberán ser modificados o sustituidos por otros. Esta es una situación común para todos los procesos de separación en los que el equilibrio entre las fases implicadas no pueda representarse gráficamente en un plano (equilibrio líquido-vapor en mezclas de más de 2 componentes, equilibrio líquido-líquido en mezclas de más de tres componentes y equilibrio líquido-gas donde se reparte más de un componente), aunque como ya se ha dicho, se suele considerar como referencia el caso líquido-vapor.

GRACIAS POR SU ATENCION