>	restart:#"m07_p04"

Calcular el coste energético mínimo para fraccionar el aire seco en los siguientes casos:

a)•Sólo se desea obtener el oxígeno puro.

b)•Se desea obtener tanto el oxígeno como el nitrógeno puros.

Datos:

>	read"../therm_eq.m":read"../therm_proc.m":with(therm_proc):

>	su1:="N2":su2:="O2":dat:=[]:

Esquema:

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Eqs. const.:

>	eqETg:=subs(eq1_11,eq1_12);eqEE:=eq1_16;g1dat:=get_gas_data(su1):g2dat:=get_gas_data(su2):dat:=op(dat),Const,op(subs(M=M[1],c[p]=c[p1],[g1dat])),op(subs(M=M[2],c[p]=c[p2],[g2dat])),SI2,SI1:

a)•Sólo se desea obtener el oxígeno puro.

a T0 y p0, wmin=-RT lnx1.

>	wmin:=-R[u]*T*ln(xO2);xO2_:=subs(dat,c21);wminO2_:=subs(dat,evalf(subs(Const,T=T0,xO2=xO2_,dat,wmin)));

i.e. si sólo se separa el oxígeno cuesta 3,7 kJ/mol de oxígeno obtenido.

b)•Se desea obtener tanto el oxígeno como el nitrógeno puros.

>	xN2_:=subs(dat,dat,c79);wminN2_:=subs(dat,evalf(subs(Const,T=T0,xO2=xN2_,dat,wmin)));wminaire:=xO2*wminO2+xN2*wminN2;wminaire_:=xO2_*wminO2_+xN2_*wminN2_:'wminaire'=evalf(%,3);wminO2__:=subs(dat,wminaire_/c21);

i.e. por mol de oxígeno producido ahora cuesta más, 5,9 kJ/mol, pero ahora se obtiene otro producto más.

En otras variables:

>	Vm_:=subs(dat,R[u]*T0/p0);wminaire__:=wminaire_/Vm_;Mm_:=subs(dat,xN2_*M[1]+xO2_*M[2]):'Mm'=evalf(%,3);rho_:=subs(dat,Mm_*p0/(R[u]*T0));wminaire___:=wminaire__/rho_;

i.e., el coste mínimo de separar el aire en sus dos componentes es de 1,2 kJ/mol de aire, o 52 kJ/m3 de aire, o 43 kJ/kg de aire.

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