Controle de Sistemas Mecânicos - Sistema de Controlador de Temperatura

CONTROLE DE SISTEMAS MECÂNICOS EME905 Prof José Juliano Projeto de EME905 Projetar o sistema e o controlador de temperatura usando o Método do Lugar das Raízes ou Método de Análise em Frequência para controlar a temperatura de saída do solvente no tanque conforme figura 1 Figura 1 Sistema de Aquecimento Fonte Autor Variáveis Ti Temperatura de entrada do solvente no tanque 𝑜𝑜𝐶𝐶 𝑊𝑊𝑖𝑖 Vazão mássica de solvente na entrada 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑠𝑠 ρ𝑖𝑖 Densidade do solvente na entrada 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑚𝑚3 T Temperatura do solvente no tanque e na saída do tanque 𝑜𝑜𝐶𝐶 𝑚𝑚 Massa de solvente no tanque 𝑘𝑘𝑘𝑘 ρ Densidade do solvente no tanque kgm³ W Vazão mássica de solvente na saída kgs Tv Temperatura de entrada do vapor saturado no tanque ºC Wv Vazão mássica de vapor saturado na entrada kgs ρv Densidade do vapor saturado kgm³ e cp Calor específico a pressão constante do solvente Jkg ºC Dados de regime permanente do Sistema 1 m A 2 Wl B 3 Tl C 4 cp D Tabela 1 Dados nominais do projeto 1ª letra do nome do Aluno Dados AD A 35 kg B 010 kgs C20 ºC D7620 Jkg ºC EH A 45 kg B 010 kgs C20 ºC D8000 Jkg ºC IL A 45 kg B 010 kgs C21 ºC D7800 Jkg ºC MP A 5 kg B 015 kgs C21 ºC D8000 Jkg ºC QV A 5 kg B 015 kgs C21 ºC D7800 Jkg ºC Fonte Autor Os dados são determinados pela primeira letra em ordem alfabética dos nomes dos alunos na equipe Por exemplo equipe Gustavo Pedro Fernando Ordem alfabética das letras F G P Então os dados da equipe são relativos à letra F CONTROLE DE SISTEMAS MECÂNICOS EME905 Prof José Juliano Hipóteses simplificadoras 1 Controle de nível perfeito 2 Massa específica do solvente constante ρ𝑒𝑒 ρ 3 Capacidade térmica da serpentina de aquecimento desprezível 4 O vapor aquecido entra e permanece sempre saturado e sua pressão de alimentação é constante 5 Supõese a presença de um purgador de vapor steam trap ideal que imediatamente elimina todo o condensado que se forme 6 O calor específico do fluido de processo é constante e 7 Sistema adiabático sem perdas para o meio ambiente Especificações de desempenho erro estacionário de 0 sobre sinal máximo de 5 e tempo de estabilização próximo a 2 min Observações 1 Desenvolver as equações dinâmicas do processo 2 Calcular o valor estacionário das variáveis de estado do sistema nas condições nominais de operação 3 Fazer a simulação de malha aberta considerando uma variação de 5 10 e 15 para cima e para baixo na temperatura de entrada do solvente 4 Fazer simulação de malha aberta considerando uma variação de 5 10 e 15 para cima e para baixo na vazão de entrada do solvente e 5 Adotar os dados faltantes justificando a sua escolha Referência Bibliográfica GARCIA C Modelagem e Simulação de Processos Industriais e de Sistemas Eletromecânicos sl São Paulo Edusp 2013