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Title: Projeto e otimização de reatores tubulares via análise da produção de entropia.
Other Titles: Design and optimization of tubular reactors via entropy production analysis.
???metadata.dc.creator???: ROSA, David Santos.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: ARAÚJO, João Teotônio Manzi Monteiro de.
???metadata.dc.contributor.referee1???: SILVA, José Nilton.
???metadata.dc.contributor.referee2???: SILVA, Sidinei Kleber da.
???metadata.dc.contributor.referee3???: VIEIRA, Fernando Fernandes.
Keywords: Reversibilidade.;Otimização termodinâmica.;PFR.;Reversibility.;Thermodynamic.;Optimization.;Reatores de escoamento pistonado;Reações endotérmicas;Reações exotérmicas;Entropia;Produção de entropia - redução;Taxas de produção de entropia;Piston flow reactors;Endothermic reactions;Reações exotérmicas;Entropy production - reduction;Taxas de produção de entropia;Entropia mínima;Produção de entropia mínima;Minimal entropy;Minimum entropy production
Issue Date: 5-Sep-2018
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: ROSA, David Santos. Projeto e Otimização de Reatores Tubulares via Análise da Produção de Entropia. 2018. 56 p. (Dissertação de Mestrado em Engenharia Química).Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba - Brasil, 2018. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/2338
???metadata.dc.description.resumo???: Este trabalho foca a otimização termodinâmica com o objetivo de avaliar e melhorar o desempenho de reatores de escoamento pistonado (PFRs) para reações endotérmica/exotérmica e considera a natureza das restrições as quais os processos são submetidos. O conceito de entropia tem sido usado para lidar adequadamente com essas restrições e, devido à impossibilidade de remover todas as irreversibilidades presentes, a produção de entropia deve ser minimizada para aproximar o sistema da reversibilidade. A abordagem coloca os balanços clássico de massa e energia em conjunto com o balanço entrópico para a obtenção da taxa de produção de entropia mínima. Os resultados obtidos revelam o comportamento das taxas de produção de entropia e seus valores mínimos, bem como da conversão e temperatura associados a esses processos. Além disso, para várias temperaturas de parede, o comportamento de entropia não mostra diferenças significativas entre os perfis de taxa de produção de entropia e seus valores mínimos. A conclusão a que se pode chegar é que tais sistemas reativos já funcionam sob a produção de entropia mínima, o que significa que eles operam com o mais alto desempenho esperado. No mais, destacando a área sob a curva que denota a concentração e a da produção de entropia representada no mesmo gráfico, a interseção dessas áreas também pode revelar a melhor condição operacional, bem como o tamanho ótimo do reator do processo.
Abstract: This work focuses on thermodynamic optimization with the objective of evaluating and improving the performance of piston flow reactors (PFRs) for endothermic / exothermic reactions and considers the nature of the constraints to which the processes are subjected. The concept of entropy has been used to deal adequately with these constraints and, due to the impossibility of removing all irreversibilities present, the production of entropy must be minimized in order to bring the system closer to the reversibility. The approach puts the classical mass and energy balances along with the entropic balance to obtain the minimum entropy production rate. Results show the entropy behavior production rates and their minimum values, as well as the conversion and temperature associated with these processes. In addition, for several wall temperatures, the entropy behavior does not show significant differences between the entropy production rate profiles and their minimum values. The conclusion that can be reached is that such reactive systems already operate under the production of minimal entropy, which means that they operate with the highest expected performance. Moreover, highlighting the area under the curve that represents the concentration and the entropy production in the same plot, the intersection of those areas can also reveal the best operating condition as well as the optimal size of the process reactor.
Keywords: Reversibilidade.
Otimização termodinâmica.
PFR.
Reversibility.
Thermodynamic.
Optimization.
Reatores de escoamento pistonado
Reações endotérmicas
Reações exotérmicas
Entropia
Produção de entropia - redução
Taxas de produção de entropia
Piston flow reactors
Endothermic reactions
Reações exotérmicas
Entropy production - reduction
Taxas de produção de entropia
Entropia mínima
Produção de entropia mínima
Minimal entropy
Minimum entropy production
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Química
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/2338
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