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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica

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Ttulo [PT]: Abordagem termodinmica para avaliao da controlabilidade em processos integrados (Redes de trocadores de calor)
Autor(es): Carmen Ins De Len Herrera
Palavras-chave [PT]:

Controle de processos qumicos. Controlabilidade. Termodinmica. Redes de trocadores de calor. Dinmica de processos qumicos. Simulao, Controle de processos qumicos. Resilincia. Brasil.
Palavras-chave [EN]:
Controllability. Thermodynamic. Heat exchanger networks. Dynamic simulation. Brazil.
rea de concentrao: Modelagem, Simulao e Controle de Processos
Titulao: Mestre em Engenharia Qumica
Banca:
Mauro Antonio da Silva S Ravagnani [Orientador] - UEM
Cid Marcos Gonalves Andrade - UEM
Wagner Andr dos Santos Conceio - Unicentro
Caliane Bastos Borba Costa - UEM
Resumo:
Resumo: Atualmente, a interao do projeto do processo com o projeto dos sistemas de controle passou a ser foco de desenvolvimento e pesquisa, devido ao fato de que nem sempre o melhor projeto do processo apresenta o melhor desempenho dinmico, devido as implicaes na controlabilidade da planta. Note-se que um projeto mais integrado (em termos de energia e de massa) leva a um sistema com menores gradientes por ser mais prximo da reversibilidade. Desta forma uma pre-anlise termodinmica, do posto de vista dissipativo no estado estacionrio, pode auxiliar na obteno de uma boa estimativa de um projeto timo que no comprometa a controlabilidade. A presente dissertao traz uma abordagem simultnea dos objetivos econmicos e de controlabilidade nas fases iniciais do projeto do processo. Um estudo sobre a controlabilidade e a resilincia de uma rede de trocadores de calor foi realizada, fazendo-se uso da matriz de ganho relativo (RGA) e do custo de perturbao (DC), tendo-se obtido as configuraes e o controle das redes propostas e seu desempenho. Estes resultados so comparados com a abordagem termodinmica proposta e um tempo de resposta foi alcanado, como uma medida da capacidade de controle (controlabilidade) do sistema do processo aplicado a uma rede de trocadores de calor (RTC), que mostra a relao entre a energia, a produo de entropia e a controlabilidade do processo. Esta anlise mostrou coerncia com os resultados da literatura. Adicionalmente a rede sintetizada e simulaes dinmicas so desenvolvidas, que mostram como a resposta dinmica da rede de trocadores de calor integrada no apresenta uma boa resposta a perturbaes, e o efeito da adio de uma corrente de desvio na unidade mais prxima da temperatura de sada controlada.

Abstract: Nowadays, the interaction between process design and control has become the focus of research and development, because not always the best process design features the best dynamic performance, with implications in the controllability of the plant. Can be noticed that a more integrated design (in terms of energy and mass) leads to a system with smaller gradients for being closest to reversibility. Thus a thermodynamic pre-analysis from the dissipative point of view at steady state, can assist in obtaining a good estimative of an optimal design which will not compromise controllability. The present thesis proposes a simultaneous approach for the economic goals and controllability in the early stages of the process design. The controllability and resiliency are first analyzed using a known heat exchanger network and the Relative gain array (RGA) and disturbance cost (DC), obtaining the control configurations of the proposed networks and their control performance. This results are compared with the proposed thermodynamic approach, where a response time is achieved, as a measure of controllability of the process system applied to a heat exchanger network (HEN), showing the relation between energy and entropy production and process controllability. This analysis showed consistency with the literature results. In addition, the network is synthesized and dynamic simulations are developed, showing that the dynamic response of the integrated heat exchanger network presents a poor response to disturbances, and the effect of adding a bypass stream in the unit closer to the outlet controlled temperature.
Data da defesa: 26/02/2016
Cdigo: vtls000222865
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2016
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Mauro Antonio da Silva S Ravagnani
Co-Orientador: Prof. Dr. Cid Marcos Gonalves Andrade
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Centro de Tecnologia. Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica
Nvel: Dissertao (mestrado em Engenharia Qumica)
UEM: Departamento de Engenharia Qumica

Responsavel: elaine
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: Carmen Ines De Leon Herrera.pdf
Tamanho: 1727 Kb (1768275 bytes)
Criado: 11-07-2016 14:09
Atualizado: 11-07-2016 14:28
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