Minimização da taxa de geração de entropia em sistemas reativos: aplicações e análise.

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: SILVA JUNIOR, Heleno Bispo.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Ciências e Tecnologia - CCT; PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA; UFCG
• Palavras-chave em Português: Entropia; Entalpia; Reatores Químicos; Controladores; Otimização; Sistemas Reativos; Entropy; Enthalpy; Chemical Reactors; Controllers; Optimization; Reactive Systems; Engenharia Química
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/7010

Este trabalho teve por objetivo principal a análise e aplicação da metodologia de otimização de sistemas reativos baseada na minimização da taxa de geração de entropia. A utilização do procedimento de otimização mostra que a taxa mínima é alcançada quando uma determinada relação entre a temperatura de alimentação e a temperatura de reação, bem como o tempo de residência, é satisfeita. A metodologia que está fundamentada em balanços de massa, entalpia e entropia, é aplicada a um sistema reativo conduzido em um reator do tipo CSTR, o qual serviu como base para o desenvolvimento de estruturas de controle de processo não-lineares. A utilização de tais controladores mantém o processo nas condições ótimas operacionais determinadas pela metodologia acima citada, que está intrinsecamente inserida na estrutura dos mesmos, conduzindo o processo para a condição onde a máxima taxa de conversão pode ser verificada. A aplicação da metodologia, bem como dos controladores desenvolvidos em simuladores comerciais também fez parte do escopo do trabalho. Tais afirmações sobre o desempenho superior do processo, quando operando sob a condição de geração mínima de entropia foram ainda comprovadas através da análise da distribuição clássica de Maxwell-Boltzmann, onde a relação entre a conversão máxima e a geração mínima de entropia é observada. Sendo assim, tal procedimento mostrou-se simples, de fácil aplicação e com baixo custo de implementação e operação.