Modelagem Computacional de Trocadores de Calor e Destiladores - Análise e Simulação com COCO

Disciplina Modelagem Computacional em Sistemas Térmicos Identificação da tarefa Tarefa 2 Envio de Arquivo Pontuação 30 pontos Tarefa 2 Na disciplina definimos os princípios envolvidos na modelagem de trocadores de calor e destiladores sendo que era fundamental conhecer quais as variáveis e equações envolvidas para seus projetos ou propor melhorias Sabendo disso precisamos dar um passo à frente no intuito de ter o ferramental para realizar uma possível simulação computacional de um sistema em uma indústria que contempla esses equipamentos Existem diversos softwares disponíveis no mercado sejam eles gratuitos como o simulador COCO ou pagos ASPEN Faça a leitura do texto complementar intitulado Utilização de um software gratuito para modelagem e simulação de processos químicos elaborado por Lucas L Lander João L da Silva Jr e Rejane B Santos disponível na Biblioteca da disciplina e elabore um artigo que descreva quais as variáveis são conhecidas em cada corrente os tipos e objetivos dos processos envolvidos e elabore um fluxograma para verificar se o grau de liberdade do sistema será nulo para as condições especificadas O texto deve conter entre 500 e 1000 palavras excluídas as referências bibliográficas Bom trabalho ENGENHARIA QUÍMICA DESENVOLVIMENTO DE PROCESSOS EFICIENTES E ECONÔMICOS Seu nome INTRODUÇÃO A Engenharia Química tem como objetivo desenvolver processos e produtos químicos de forma eficiente e econômica Para alcançar esse objetivo é necessário compreender as variáveis envolvidas em cada corrente os tipos e objetivos dos processos envolvidos e verificar se o grau de liberdade do sistema será nulo para as condições especificadas Além disso o uso de softwares de simulação e de um fluxograma pode auxiliar na análise e desenvolvimento de processos químicos DESENVOLVIMENTO A Engenharia Química é uma área que abrange diversos processos como destilação reação química filtração cristalização entre outros Cada tipo de processo envolve diferentes etapas e variáveis que devem ser levadas em consideração para garantir a eficiência e a segurança do processo Por exemplo em um processo de destilação as variáveis conhecidas em cada corrente incluem a temperatura a pressão a composição e o fluxo da corrente Já em um processo de fermentação o objetivo é produzir um produto a partir da ação de microrganismos sobre um substrato sendo as variáveis conhecidas em cada corrente a concentração a temperatura a pressão e o fluxo da corrente Para garantir a qualidade do produto final e a segurança do processo é fundamental que as variáveis sejam conhecidas e monitoradas ao longo do processo Dessa forma é possível utilizar softwares de simulação como o COCO e o ASPEN que permitem a modelagem de processos complexos levando em consideração as variáveis termodinâmicas cinéticas e de transporte O COCO é um software gratuito que permite simular processos químicos e realizar cálculos termodinâmicos cinéticos e de transporte Já o ASPEN é um software pago um dos mais utilizados na indústria química que permite a simulação e otimização de processos químicos complexos O simulador COCO CAPEOPEN to CAPEOPEN trabalha num ambiente de simulação em estado estacionário apresentando uma área de interação fácil e simples como por exemplo a alteração nas variáveis do processo químico visando suas mudanças LANDER SILVA Jr SANTOS 2016 p2 Além disso é possível utilizar um fluxograma para representar graficamente as etapas do processo e as variáveis envolvidas em cada etapa permitindo uma visualização clara do sistema como um todo Aprender como modelar uma planta de um processo químico simular o processo em determinadas condições e compreender como determinadas mudanças das variáveis podem alterar as condições operacionais são necessidades para um estudante de engenharia química LANDER SILVA Jr SANTOS 2016 p1 O fluxograma pode ser elaborado com base nas variáveis envolvidas em cada corrente nos tipos e objetivos dos processos e nas condições específicas de operação Com o fluxograma elaborado é possível realizar a análise do grau de liberdade do sistema O grau de liberdade do sistema é uma medida que indica a quantidade de variáveis que podem ser controladas em relação ao número total de variáveis do sistema Um sistema com grau de liberdade nulo significa que todas as variáveis do sistema estão completamente definidas e não há mais nenhuma variável que possa ser controlada Figura 1 Fluxograma CONCLUSÃO A Engenharia Química busca desenvolver processos e produtos químicos de forma eficiente e econômica Para alcançar esse objetivo é necessário compreender as variáveis que estão envolvidas em cada corrente os tipos e objetivos dos processos envolvidos e verificar se o grau de liberdade do sistema será nulo para as condições de operação desejadas Além disso é preciso ter um conhecimento aprofundado das propriedades físicas e químicas das matériasprimas dos reagentes e dos produtos finais bem como das interações que ocorrem entre eles A Engenharia Química também está diretamente relacionada com a preservação do meio ambiente e com a sustentabilidade dos processos industriais É fundamental que os engenheiros químicos busquem soluções que minimizem o impacto ambiental e que promovam o uso consciente dos recursos naturais Por essas razões a Engenharia Química é uma área de grande importância e relevância para a sociedade contribuindo para o desenvolvimento de produtos e processos que atendam às necessidades do mercado e que sejam ambientalmente sustentáveis REFERÊNCIAS LANDER L L SILVA JR J L SANTOS R B Utilização de um software gratuito para modelagem e simulação de processos químicos Química Nova na Escola v 39 n 3 p 264269 2016 ENGENHARIA QUÍMICA DESENVOLVIMENTO DE PROCESSOS EFICIENTES E ECONÔMICOS Seu nome INTRODUÇÃO A Engenharia Química tem como objetivo desenvolver processos e produtos químicos de forma eficiente e econômica Para alcançar esse objetivo é necessário compreender as variáveis envolvidas em cada corrente os tipos e objetivos dos processos envolvidos e verificar se o grau de liberdade do sistema será nulo para as condições especificadas Além disso o uso de softwares de simulação e de um fluxograma pode auxiliar na análise e desenvolvimento de processos químicos DESENVOLVIMENTO A Engenharia Química é uma área que abrange diversos processos como destilação reação química filtração cristalização entre outros Cada tipo de processo envolve diferentes etapas e variáveis que devem ser levadas em consideração para garantir a eficiência e a segurança do processo Por exemplo em um processo de destilação as variáveis conhecidas em cada corrente incluem a temperatura a pressão a composição e o fluxo da corrente Já em um processo de fermentação o objetivo é produzir um produto a partir da ação de microrganismos sobre um substrato sendo as variáveis conhecidas em cada corrente a concentração a temperatura a pressão e o fluxo da corrente Para garantir a qualidade do produto final e a segurança do processo é fundamental que as variáveis sejam conhecidas e monitoradas ao longo do processo Dessa forma é possível utilizar softwares de simulação como o COCO e o ASPEN que permitem a modelagem de processos complexos levando em consideração as variáveis termodinâmicas cinéticas e de transporte O COCO é um software gratuito que permite simular processos químicos e realizar cálculos termodinâmicos cinéticos e de transporte Já o ASPEN é um software pago um dos mais utilizados na indústria química que permite a simulação e otimização de processos químicos complexos O simulador COCO CAPEOPEN to CAPEOPEN trabalha num ambiente de simulação em estado estacionário apresentando uma área de interação fácil e simples como por exemplo a alteração nas variáveis do processo químico visando suas mudanças LANDER SILVA Jr SANTOS 2016 p2 Além disso é possível utilizar um fluxograma para representar graficamente as etapas do processo e as variáveis envolvidas em cada etapa permitindo uma visualização clara do sistema como um todo Aprender como modelar uma planta de um processo químico simular o processo em determinadas condições e compreender como determinadas mudanças das variáveis podem alterar as condições operacionais são necessidades para um estudante de engenharia química LANDER SILVA Jr SANTOS 2016 p1 O fluxograma pode ser elaborado com base nas variáveis envolvidas em cada corrente nos tipos e objetivos dos processos e nas condições específicas de operação Com o fluxograma elaborado é possível realizar a análise do grau de liberdade do sistema O grau de liberdade do sistema é uma medida que indica a quantidade de variáveis que podem ser controladas em relação ao número total de variáveis do sistema Um sistema com grau de liberdade nulo significa que todas as variáveis do sistema estão completamente definidas e não há mais nenhuma variável que possa ser controlada Figura 1 Fluxograma CONCLUSÃO A Engenharia Química busca desenvolver processos e produtos químicos de forma eficiente e econômica Para alcançar esse objetivo é necessário compreender as variáveis que estão envolvidas em cada corrente os tipos e objetivos dos processos envolvidos e verificar se o grau de liberdade do sistema será nulo para as condições de operação desejadas Além disso é preciso ter um conhecimento aprofundado das propriedades físicas e químicas das matériasprimas dos reagentes e dos produtos finais bem como das interações que ocorrem entre eles A Engenharia Química também está diretamente relacionada com a preservação do meio ambiente e com a sustentabilidade dos processos industriais É fundamental que os engenheiros químicos busquem soluções que minimizem o impacto ambiental e que promovam o uso consciente dos recursos naturais Por essas razões a Engenharia Química é uma área de grande importância e relevância para a sociedade contribuindo para o desenvolvimento de produtos e processos que atendam às necessidades do mercado e que sejam ambientalmente sustentáveis REFERÊNCIAS LANDER L L SILVA JR J L SANTOS R B Utilização de um software gratuito para modelagem e simulação de processos químicos Química Nova na Escola v 39 n 3 p 264269 2016