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Title: Minimização da taxa de geração de entropia em sistemas reativos: aplicações e análise.
Other Titles: Minimization of the entropy generation rate in reactive systems: applications and analysis.
???metadata.dc.creator???: SILVA JUNIOR, Heleno Bispo.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: MANZI, João Teotônio.
???metadata.dc.contributor.referee1???: BRITO, Romildo Pereira.
???metadata.dc.contributor.referee2???: STRAGEVITCH, Luiz.
???metadata.dc.contributor.referee3???: ODLOAK, Darci.
???metadata.dc.contributor.referee4???: ALBERT, Bruno Barbosa.
Keywords: Entropia;Entalpia;Reatores Químicos;Controladores;Otimização;Sistemas Reativos;Entropy;Enthalpy;Chemical Reactors;Controllers;Optimization;Reactive Systems
Issue Date: 16-Apr-2014
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SILVA JUNIOR, Heleno Bispo da. Minimização da taxa de geração de entropia em sistemas reativos: aplicações e análise. 2014. 148f. (Tese) Doutorado em Engenharia Química, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2014. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/7010
???metadata.dc.description.resumo???: 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.
Abstract: This work deals with the analysis and application of an optimization methodology for reactive systems based on the minimization of the entropy generation rate. The use of the optimization procedure shows that the minimum rate is reached when a specified relationship between the inlet and reaction temperatures, as well as the residence time, is reached. The methodology is based on mass, enthalpy and entropy balances applied to a reactive system conducted in a CSTR reactor. Such a system was used as a basis for the development of nonlinear control structures. The developed methodology, that is closely inserted in the control law, will maintain the optimal operating conditions. Then, the process will be lead to the condition where maximum conversion rate can be observed. The application of the methodology and the developed control structures in commercial simulators also is part of the scope of such work. The superior performance of the process, when operating under the condition of minimum entropy, has been shown by analyzing the classical Maxwell-Boltzmann distribution, where maximum conversion is obtained when the minimum entropy generation is observed. Thus, this procedure proves to be simple, easy to use and low cost of implementation and operation.
Keywords: Entropia
Entalpia
Reatores Químicos
Controladores
Otimização
Sistemas Reativos
Entropy
Enthalpy
Chemical Reactors
Controllers
Optimization
Reactive Systems
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Química
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/7010
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Química.

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