>	restart:#"m07_p06"

Sabiendo que el agua natural (H2O) contiene 150 ppm de agua pesada (D2O), y que la mezcla se comporta idealmente, se pide:

a) •Calcular el coste energético mínimo de extracción.

b) •Una cierta planta usa un método de destilación con unas 300 etapas de evaporación en cascada, basado en que la temperatura de ebullición del agua pesada es 1,4 °C superior a la de la normal. La planta obtiene 7,5 cm3 de agua pesada por m3 procesado, a un coste de 50 MPta/m3D2O. Calcular el coste energético mínimo para ese fraccionamiento y el rendimiento exergético de dicha planta (considérese el precio de la exergía 4 Pta/MJ).

Datos:

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

>	su1:="H2O":su2:="D2O":dat:=[x0=150e-6,f=7.5e-6,C=50e6*Pta_/m_^3,c=4e-6*Pta_/J_];

Esquema:

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Eqs. const.:

>	ldat:=get_liq_data(su1):dat:=op(dat),M[1]=0.018*kg_/mol_,M[2]=0.020*kg_/mol_,ldat,Const,SI2,SI1:

a) •Calcular el coste energético mínimo de extracción.

>	phi:=-R[u]*T*ln(x0);phi_:=subs(dat,evalf(subs(T=T0,dat,phi)));

b) •Una cierta planta usa un método de destilación con unas 300 etapas de evaporación en cascada, basado en que la temperatura de ebullición del agua pesada es 1,4 °C superior a la de la normal. La planta obtiene 7,5 cm3 de agua pesada por m3 procesado, a un coste de 50 MPta/m3D2O. Calcular el coste energético mínimo para ese fraccionamiento y el rendimiento exergético de dicha planta (considérese el precio de la exergía 4 Pta/MJ).

>	phi01:=f*R[u]*T*(x1*(ln(x1)-ln(x0))+(1-x1)*(ln(1-x1)-ln(x0)));phi02:=(1-f)*R[u]*T*(x2*(ln(x2)-ln(x0))+(1-x2)*(ln(1-x2)-ln(1-x0)));phi01_1:=limit(phi01,x1=1);phi02_1:=limit(phi02,x1=1):

>	x2:=solve(x0=f*x1+(1-f)*x2,x2);x1:=1:'x2'=x2;phif:=(phi01_1-phi02_1)/f;phif_lim:=limit(phif,f=0);

>	phif_:=subs(dat,evalf(subs(T=T0,dat,phif)));

>	rho2:=evalf(rho1*M[2]/M[1]);rho2_:=subs(rho1=rho,dat,rho2);w:=C/rho*M[2]/c;w_:=subs(dat,w);eta[x]:=phi/w;eta[x]:=phi_/w_;

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