O aumento do custo e da demanda de energia, juntamente com a escassez de recursos não renováveis e o crescente apelo para a sustentabilidade dos processos, incentiva o desenvolvimento de equipamentos e sistemas mais eficientes mediante a otimização e o controle dos recursos energéticos disponíveis. A proposta deste trabalho consiste em estabelecer uma abordagem termodinâmica para o controle e a otimização de processos visando o aumento da eficiência na operação dos mesmos. Para tanto, foi desenvolvido um problema de controle ótimo formulado com base no critério de eficiência termodinâmica de acordo com a 2ª Lei, com o objetivo de otimizar a transição entre estados com respeito a taxa de geração de entropia do sistema, mantendo as variáveis controladas como restrições de desigualdade dependentes do tempo. A estratégia proposta, chamada COBET (controle baseado na eficiência termodinâmica), foi aplicada a uma coluna de destilação binária para controlar a pureza do destilado e do produto de fundo, manipulando a razão de refluxo e a taxa de transferência de calor do refervedor. O COBET apresentou ajuste simples, tempo computacional razoável e desempenho de controle aceitável, quando comparado com controladores convencionais. Foi proposta uma estratégia alternativa, de modo a aprimorar o COBET, chamada R-COBET, que consiste no uso de restrições adicionais que garantem que as variáveis de controle permaneçam entre o estado inicial e final. O R-COBET obteve um desempenho aceitável, menor integral do erro quadrático das variáveis de controle e maior lucro, quando comparado ao COBET. A fim de demonstrar a aplicabilidade da metodologia proposta a outras funções objetivo, uma função empírica de eficiência baseada na 1ª Lei da Termodinâmica foi determinada e utilizada no problema de controle ótimo, sujeito às mesmas restrições consideradas no controlador R-COBET. Também se aplicou a metodologia proposta a um reator CSTR com o intuito de controlar a temperatura e a concentração do produto, considerando-se o controlador na forma R-COBET, e obteve-se um desempenho similar ao do estudo da coluna de destilação. Com estas análises, concluiu-se que a metodologia proposta pode ser aplicada com sucesso a problemas de controle ótimo com estados final e inicial definidos. / The increasing demand of energy and its rising costs, in addition to the non-renewable resources depletion and to the growing interest in the sustainability in industrial processes, stimulate the development of equipment and systems that are more efficient through the control and optimization of available energy resources. The purpose of this work is to establish a thermodynamic approach to process control and optimization, in order to improve operational efficiency. To this end, it is developed in this work an optimal control problem formulated on the basis of a thermodynamic efficiency criterion, as dictated by the 2nd Law. The principle is to optimize the transition between states with respect to thermodynamic efficiency – regarded as the square of entropy generation rate – while maintaining the controlled variables as time dependent inequality constraints. The proposed strategy, called here TEBC (Thermodynamic Efficiency Based Control) was applied to a binary distillation column in order to control distillate and bottom product purities within specifications while manipulating the reflux ratio and reboiler heat transfer rate. When compared to other controllers, TEBC presented practical tuning, reasonable computational time and acceptable control performance. An alternative strategy was also proposed in order to improve TEBC, called R-TEBC, which considers additional constraints to ensure that control variables remain between the initial and final states. The R-TEBC achieved acceptable performance, smaller integral squared error in the control variables and larger profit, when compared to TEBC. In order to demonstrate the applicability of the proposed methodology to other objective functions, an empirical efficiency function was proposed for the distillation column example and used in the optimal control problem, in the form of a R-TEBC controller. Moreover, an exothermic CSTR reactor with product concentration and reactor temperature as controlled variables was also studied, using additional constraints (R-TEBC), and the results was similar to those obtained in the distillation column. With this analysis, it was concluded that the proposed methodology can be applied to optimal control problems of this kind with fixed initial and final states.

Atualmente, pelo menos para fins de engenharia, os modelos preditivos de maior sucesso para coeficientes de atividade são os baseados em grupos funcionais, tais como UNIFAC e suas variantes. Enquanto esses modelos requerem grandes quantidades de dados experimentais, os baseados em COSMO-RS (COnductor-like Screening MOdel - for Real Solvents) requerem a calibração de um pequeno conjunto de parâmetros universais. No entanto, a precisão requerida por tarefas de engenharia, tais como a otimização de sistemas de separação, é maior do que a obtida por esta última categoria de modelos. Assim, um novo modelo é proposto neste trabalho, aqui chamado de F-SAC (Functional-Segment Activity Coefficient). Este novo modelo também é baseado no conceito de grupos funcionais, mas a energia de interação entre os grupos vem da teoria COSMO-RS. No presente trabalho, foram consideradas apenas misturas em que não há formação de ligação de hidrogênio ou quando esta pôde ser assumida negligenciável. Assim, foram necessários apenas três parâmetros para descrever cada grupo funcional. A princípio, uma vez ajustados os parâmetros de cada grupo, estes funcionariam para descrever a interação para qualquer par de grupos. Esta é a principal vantagem do modelo proposto. O número de parâmetros do modelo cresce proporcionalmente ao número de grupos funcionais, enquanto que no UNIFAC o número de parâmetros de interação cresce proporcionalmente ao quadrado do número de grupos. Para o banco de dados experimentais de coeficientes de atividade em diluição infinita considerado, a correlação do F-SAC apresentou um erro médio absoluto de 0,07 unidades de ln, enquanto que os modelos UNIFAC (Do) e COSMO-SAC apresentaram, respectivamente, erros de 0,12 e 0,21. O F-SAC foi também avaliado para mais de 1000 misturas binárias de um soluto dissolvido em líquido iônico com dados disponíveis na literatura. O modelo apresentou uma boa correlação aos dados experimentais, com erro médio absoluto de 0,17 unidades de ln, similar ao apresentado pelas misturas orgânicas. O poder de predição do novo modelo foi avaliado utilizando dados de equilíbrio líquido-vapor não considerados no procedimento de ajuste do modelo. Uma ótima concordância com os dados experimentais foi possível em toda a faixa de composição, bem como na predição de azeótropos. Esses resultados demonstram o potencial do modelo proposto. / At present, at least for engineering purposes, the most successful predictive models for activity coefficients are those based on functional groups, such as UNIFAC and its variants. While these models require large amounts of experimental data, the ones based on COSMO-RS require the calibration of a small set of universal parameters. However, the resolution required by engineering tasks, such as the optimization of separation systems, is higher than that obtained by COSMO-RS models. Thus, in this work a novel Functional-Segment Activity Coefficient (F-SAC) model is proposed. This new model is also based on the concept of functional groups, but the interaction energy between groups comes from the COSMO-RS theory. In this study, we considered only mixtures where there is no formation of hydrogen bonds or when they could be assumed negligible. Then, only three parameters were required to describe each functional group. In principle, once the parameters for each functional group are properly calibrated, they should work to describe the interactions with any other group. This is the main advantage of the proposed model, the number of model parameters grows linearly with the number of functional groups, whereas in UNIFAC the number of interaction parameters exhibit quadratic growth with respect to the number of groups. For the experimental database of infinite dilution activity coefficients considered, the correlation of F-SAC have shown a mean absolute error of 0.07 ln-unit. The UNIFAC (Do) and COSMO-SAC models presented errors of 0.12 and 0.21, respectively. F-SAC was also evaluated for more than 1000 binary mixtures of solute in ionic liquid with data available in the literature. Again, the model have shown good correlation to the experimental data, with mean absolute error of 0.17 ln-unit, similar to the performance with the organic mixtures. The predictive strength of the model was assessed by using vaporliquid equilibrium data not considered in the model fitting process. Very good agreement with experimental data was possible over the entire composition range, as well as in the prediction of azeotropes. These results demonstrate the potential of the proposed method.

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2018-02-01T19:06:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertacao_RAMILLA_2017.pdf: 5137846 bytes, checksum: 7c3c75bc40a31cc6a22ba494a519098b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-01T19:06:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertacao_RAMILLA_2017.pdf: 5137846 bytes, checksum: 7c3c75bc40a31cc6a22ba494a519098b (MD5) Previous issue date: 2017-02-12 / CNPQ / As ilhas oceânicas brasileiras são campos de grande interesse ambiental, científico, econômico e estratégico para o país. Uma melhor compreensão das propriedades termohalinas e hidrodinâmicas é fundamental para complementar os estudos dos processos químicos e biológicos ativos no litoral do Arquipélago de Fernando de Noronha, localizado entre as coordenadas 03°52'S e 32°25'W. O objetivo desta dissertação foi estudar o comportamento termohalino e químico do Mar de Dentro da ilha principal do arquipélago, em escala espacial e temporal, bem como a hidrodinâmica local em escala temporal. As coletas de dados utilizados para estes fins consistiram em realizações de quatro campanhas oceanográficas durante os anos de 2013 e 2014, e o fundeio de um perfilador acústico de ondas e correntes a aproximadamente 22 m de profundidade, pelo período de um ano (junho de 2013 a maio de 2014). Os resultados mostraram a presença da massa d’água Água Tropical (AT) na plataforma insular do Mar de Dentro. Durante a estação chuvosa (EC) o índice de salinidade (S) foi menor do que na estação de estiagem (EE). Padrão inverso foi observado com a temperatura (T) da água, ou seja, maiores T foram registradas na EC e menores na EE. Entre os 5 pontos de coleta não foram observadas grandes diferenças nos parâmetros termohalinas. Com características oligotróficas, a região de estudo não apresentou diferença espaciais nos parâmetros químicos da água. A região insular é marcada pelo regime semidiurno de micro marés, com a presença das componentes de águas rasas, overtides, dominantes. Os padrões de ventos alísios de sudeste caracterizam a região, com menores intensidades entre os meses de dezembro a março, quando a ITCZ ocupa posições mais próxima ao equador. O arquipélago é marcado pela constante presença das ondas do tipo wind sea de NE-E e NW-N e as ondas do tipo swell, com direções semelhantes as ondas locais, no entanto concentradas entre outubro de 2013 a janeiro de 2014. As maiores alturas de ondas foram observadas entre janeiro e março, relacionados a chegada dos swells de norte, refletindo em aumento do nível da água sobre a plataforma costeira do mar de dentro da ilha de Fernando de Noronha. O padrão de correntes zonais e meridionais dessa região é caracterizado por baixas intensidades, alcançando um máximo de 0,33 ms-1 em julho, e 0,25 ms-1 respectivamente. O padrão de correntes da ilha é reflexo da interação das variáveis forçantes (maré, ondas e vento), cada variável exercendo um grau de correlação com a variável dependente (corrente). / The Brazilian oceanic islands are fields of great environmental, scientific, economic and strategic interest for the country. A better understanding of the termohaline properties and hydrodynamic is fundamental to complement the studies of chemical and biological processes in the coast of the Fernando de Noronha Archipelago, located between the coordinates 03° 52’S and 32° 25’W. The objective of this study is to analyze the termohaline and chemical properties behavior of the Sea of Inside of the main island of the archipelago, in spatial and temporal scale. As well as a local hydrodynamics on a temporal scale. The data collections used for these purposes consisted of the realization of four oceanographic campaigns during the years of 2013 and 2014, and the anchoring of an acoustic wave and current profiler, at approximately 22 m depth, for a period of one year (June 2013 to May 2014). The results showed the presence of the Tropical Water (TW) mass in the insular platform of the Sea of Inside. During the rainy season (RS) the salinity (S) index was lower than in the dry season (DS). Inverse pattern was observed with the temperature (T) of the water, that is, larger T were recorded in the RS and smaller in the DS. Among the 5 collection points, no major differences were observed in thermohaline parameters. With oligotrophic characteristics, the region of study did not present spatial differences in the chemical parameters of the water. The insular region is marked by the semidiurnal regime of micro tidal, with the dominant presence of shallow water components, overtides. Southeast trade winds patterns characterize the region, with lower intensities between the months of December and March, when the ITCZ occupies positions closer to the equator. The archipelago is marked by the constant presence of wind sea waves of NE-E and NW-N and swell waves, with directions similar to local waves, however concentrated between October 2013 and January 2014. The highest wave were observed between January and March, related to the arrival of the northern swells, reflecting an increase in water level on the insular shelf of the Sea of Inside of Fernando de Noronha island. The pattern of zonal and meridional currents in this region is characterized by low intensities, reaching a maximum of 0.33 ms-1 in July, and 0.25 ms-1 respectively. The current pattern of the island is a reflection of the interaction of forcing variables (tide, waves and wind), each variable exerting a degree of correlation with the dependent variable (current).

Este trabalho analisa o efeito da adição de boro ao aço inoxidável austenítico 316L como um aditivo da sinterização no processo de metalurgia do pó. O efeito do B foi investigado em termos da densificação, microestrutura, dureza, resistência à oxidação e ao desgaste. Os pós de 316L foram misturados com 0,6% e 0,8% em massa de boro, compactados unixialmente a 800 MPa e sinterizados em atmosfera de argônio, a uma taxa de 10°C.min-1 na temperatura de 1240°C durante 30 min. A microestrutura e as fases cristalinas das amostras sinterizadas foram avaliadas por microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG), espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS) e difração de raios X (DRX) utilizando o método de refinamento Rietveld. A técnica de calorimetria diferencial exploratória (DSC) foi realizada para estudar o comportamento das amostras de 316L com e sem adição de boro, nos estados sólido e líquido. A macrodureza das amostras sinterizadas foi medida na escala Vickers e a microdureza das fases formadas foi medida por meio de ensaios de indentação instrumentada. A composição química dos óxidos formados nas amostras de 316L com e sem adição de boro após os ensaios de oxidação cíclica nas temperaturas de 800°C, 900°C e 1000°C foram determinados por EDS e DRX. O coeficiente de atrito e o coeficiente de desgaste específico das amostras sinterizadas foram determinados por meio do ensaio de deslizamento alternado e os mecanismos de desgastes foram investigados por meio das técnicas de MEV-FEG e EDS. A adição de boro no 316L resulta em uma reação eutética entre o boro e a matriz austenítica do 316L. Os resultados de EDS e DRX revelaram a formação de dois boretos do tipo M2B ricos em Fe, Cr e Mo, (Fe,Cr)2B e (Cr,Mo)2B, provenientes da reação eutética, os quais se concentraram principalmente no contorno dos grãos austeníticos. A formação dos boretos do tipo M2B favoreceu a densificação, através da fase líquida formada durante a sinterização e promoveu o aumento da dureza, da resistência à oxidação e ao desgaste do aço inoxidável austenítico 316L. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES / This work analyses boron additions to AISI 316L austenitic stainless steels, as a sintering additive in the powder metallurgy process. The effect of boron addition was investigated in terms of densification, microstructure, hardness, oxidation resistance and wear behavior. Samples were prepared with 0.6 wt.% and 0.8 wt.% of boron, pressed to 800 MPa and sintered under argon atmosphere. Sintering cycle involved heating up to the sintering temperature of 1240°C, at a rate of 10°C.min-1, holding at this peak temperature for 30 min. Microstructure of the sintered bodies was examined by field emission scanning electron microscopy (FESEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and X-ray diffraction (XRD), using Rietveld refinement. Differential scanning calorimetry (DSC) was used to study the behavior of both the free and boron-containing 316L samples at solid and liquid states. The Vickers hardness of sintered samples was assessed. Microhardness was evaluated using instrumented indentation. The oxide chemical composition of 316L without and containing boron samples, after cyclic oxidation at 800°C, 900°C and 100°C, was determined by EDS and XRD. The friction coefficients and specific wear coefficient of sintered samples were determined by reciprocating sliding and the wear mechanisms by FESEM and EDS. Boron addition to AISI 316L steel resulted in an eutectic reaction between the austenitic matrix and boron. EDS and XRD results revealed the formation of (Fe,Cr)2B and (Cr,Mo)2B borides, from eutectic reaction, which were concentrated mainly in intergranular sites. The formation of M2B borides favored material densification through the development of a liquid phase during sintering, and promoted an increase in hardness, oxidation and wear resistance of AISI 316L steel.

Orientadores: Flávio Vasconcelos da Silva, Ana Maria Frattini Fileti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T18:45:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_ThiagoVazda_M.pdf: 15859888 bytes, checksum: 391c96e4f2ff3598497e8840686f8166 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Uma malha de controle com baixo desempenho implica em um aumento dos custos de produção, causando descarte de produto fora da especificação e desgaste desnecessário dos elementos finais de controle. A depender do processo controlado, uma malha deficiente pode também acarretar em paradas não previstas na planta e até mesmo em danos ao meio ambiente. Diante do exposto, o controle preditivo baseado em modelos (MPC) é um dos poucos algoritmos comprovadamente capazes de estabilizar processos na presença de não-linearidades e restrições. Para atender aos seus objetivos de controle, o algoritmo clássico MPC utiliza um procedimento de otimização baseado no modelo linear da planta. Contudo, o afastamento da região de projeto do modelo linear resulta na perda de sua efetividade e consequente do controlador que o utiliza. Deste modo, objetivou-se a partir de uma descrição não-linear do sistema a melhoria do desempenho do controlador. Os objetivos específicos dessa dissertação foram o estudo e análise de um controlador GPC (generalized predictive controller) operando em paralelo com uma rede de modelos lineares locais, identificada por meio do algoritmo LOLIMOT (local linear model trees), capaz de adequar o modelo de predição do controlador para a faixa de operação atual do processo. Para a avaliação e análise da qualidade do controlador proposto foi montado um aparato experimental para controle de pH. A estratégia de controle foi implementada em um sistema em código aberto para monitoramento e controle do processo. Portanto, considerando a característica estática não-linear do processo foram realizados estudos comparativos entre o GPC tradicional (baseado em um único modelo linear) e a abordagem proposta. Os resultados mostraram que a rede foi capaz de representar satisfatoriamente a saída do sistema, resultando em uma estrutura simples, com modelos locais na forma de estruturas ARX. Também foi demonstrado que o GPC utilizando a rede de modelos lineares locais desempenhou de forma satisfatória e até mesmo superior ao GPC tradicional.Observou-se que a saída calculada pelo controlador proposto foi consideravelmente menos agressiva que o controlador tradicional, levando a uma considerável diminuição do esforço de controle empregado ao sistema. Os resultados obtidos demonstraram que houve uma economia de até 45% no esforço de controle. Observou-se ainda que o sistema desenvolvido é conveniente para aplicações reais, já que a estratégia de controle preditivo concebida em Scilab obteve sucesso na solução do problema de controle dentro do intervalo de amostragem inclusive quando incorporado o problema QP (programação quadrática) com restrições. Tendo em vista que a estrutura destes sistemas permite que sejam utilizados nas mesmas aplicações destinadas a modelos lineares, comprovou-se também a viabilidade e aplicabilidade do uso das redes de modelos lineares locais diretamente em algoritmos de controle avançado já disponíveis para indústria, como nos controladores GPC / Abstract: Low performance control loops imply in higher production costs, leading to off-specification production loss and unnecessary wear of the final control elements. Depending on the controlled process, the deficient loop can also lead to non-expected plant stops and even on environment damage. In this sense, model predictive control (MPC) is one of the few algorithms proved capable to stabilize processes in the presence of nonlinearities and constraints. To meet its control objectives, the classic MPC algorithm is based on an optimization problem which relies in the system's linear model. Although, the removal of the linear model from its designed condition deteriorates the model's and controller's effectiveness. Hence, the general objective of the presented work relies in the non-linear description of the system for improving the control performance. The main objectives were the study and analysis of a generalized predictive controller (GPC) operating in parallel with a linear local model network, identified by the LOLIMOT algorithm, able to adequate the controller's prediction model for the process operation range. For the quality assessment of the proposed controller, tests were evaluated in an experimental apparatus for pH control. The control strategy was implemented in an open source system for monitoring and control. Therefore, considering the static nonlinear characteristics of the process, comparative studies were applied between the traditional GPC (based on an single global model) and the proposed approach. The results showed that the dynamic network was able to effectively represent the system output, resulting in a simple structure, given the fact that the local models are indeed local ARX models. It was also shown that the GPC using the linear local model network performed satisfactorily and even better than the single model GPC. It was observed that the output calculated by the proposed controller has been considerably less aggressive than the traditional controller, leading to a considerable reduction in the system's control effort. The results showed that there was a saving up to 45% in the control effort. It was also observed that the developed monitoring and control system is suitable for real applications, since the predictive control strategy, implemented in Scilab, succeeded in solving the control problem within the sampling time even with the embedded constrained QP (quadratic programming) problem. Considering that the structure of these systems allows them to be used in similar applications to linear models, it was also proved the viability and applicability of using the linear local models network directly into advanced control algorithms already available to industry as in the GPC controllers / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-05T08:54:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marin_MaristhelaPassonideAraujo_D.pdf: 3866263 bytes, checksum: 53b885bd74997b88fcceaedcae8ae8a5 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Os acidentes industriais ocorridos nos últimos anos, em particular na década de 80, aliados à problemas ambientais existentes, contribuíram de forma significativa para despertar a atenção das autoridades governamentais, da indústria e da sociedade em geral, no sentido de buscar mecanismos para a prevenção desses episódios que comprometem a segurança das pessoas e a qualidade do meio ambiente. Existe uma tendência atual muito forte para que as análises de risco quantitativas, consideradas uma ferramenta útil na identificação de perigos, passem a ser realizadas com mais freqüência nas partes consideradas mais críticas dos sistemas industriais com riscos de acidentes com conseqüências ambientais.Neste trabalho é apresentado um método para análise de risco em instalações de processamento químico, que consiste basicamente nas seguintes etapas: descrição e estudo do sistema, análise e identificação dos perigos, identificação dos cenários acidentais, quantificação das conseqüências dos cenários e caracterização do risco. Para ilustrar a aplicação do método foi escolhida uma instalação de produção de hexafluoreto de urânio. Os principais perigos identificados nessa planta foram: incêndios, explosões, vazamentos de substâncias químicas e contaminação do solo por problemas na manta de impermeabilização da bacia de retenção de rejeitos. Quantitativamente foi analisado o impacto ambiental de casos de liberação de hexafluoreto de urânio (UF6) para diferentes cenários, considerando três classes de estabilidade atmosférica: Pasquill C, Pasquill D e Pasquill F. Verificou-se que o impacto que atinge amplas áreas externas à planta corresponde à condição de estabilidade atmosférica F / Abstract: The industrial accidents which have occurred in the last few years, particularly in the 80's, allied to environmental problems, contributed in a significant way to draw the attention of the government, of the industry and of the whole society to mechanisms for preventing events that could affect people's safety and environment quality. Nowadays there is a strong trend towards the quantitative risk analysis, considered an useful tool in hazard identification, to be more frequently used in the most critical areas of industrial systems with accident risk and environmental consequences.The present work provides a method of risk analysis in chemical processing facilities, which consists primarily of the following steps: description and study of the system, hazard analysis and identification, identification of the accidental scenarios, calculation of the consequences of the scenarios and risk characterization. To illustrate the application of the method, an uranium hexafluoride production facility was selected. The main hazards identified were: fire, explosion, spill of toxic chemical substances and ground contamination due to problems in the waterproof blanket of the waste contention bund. Some cases of environmental impact due to uranium hexafluoride (UF6) release were quantitatively analyzed for different scenarios, considering three categories of atmospheric stability: Pasquill C, Pasquill D and Pasquill F. It was found that the impact that reached a great external area around the plant corresponded to the condition of atmospheric stability F / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Maria Teresa Moreira Rodrigues / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T01:44:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borjas_AlessandroLudgeroNoal_M.pdf: 6774962 bytes, checksum: e38957bd7f3f0b89b066fdbbe1adf6e7 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O problema abordado é o de programação de produção (scheduling) em plantas operando em batelada. Considera-se problemas de curto prazo (short-term) com restrições de capacidade de produção e de armazenagem de produtos intermediários, situação que ocorre na indústria de processos com freqüência. A abordagem proposta visa a resolução do problema de programação de produção com o uso de janelas de tempo, explorando-se as restrições envolvidas, através da orientação do procedimento de solução à competição de bateladas que requisitam os mesmos recursos (gargalos de produção), e também pelo uso da propagação de restrições na redução da dimensão do problema durante o procedimento de solução, de forma a aumentar a eficiência do processo de busca. Para esse fim, foram usadas as principais técnicas de propagação de restrições existentes na literatura. Além disso, propõe-se um procedimento de backtracking que permite a continuidade do processo de busca automatizado, caso ocorra infactibilidade em soluções parciais do problema. Na discussão dos resultados obtidos são comparados os desempenhos das duas heurÍsticas implementadas, tendo-se como subsídio os resultados obtidos na resolução de dois problemas com características distintas / Abstract: The problem considered is short term scheduling of batch chemical plants. Constraints over plant capacity are taken as intermediate storage constraints since they are frequent in the process industries area. The proposed approach using time windows utilizes a constraint based search technique based on the competiton of operations and bottleneck identification heuristics which guide the search procedure. To reach this goal, the usual constraint propagation techniques over unitary resouces and intermediate storage constraint propagation are used. Besides, it was possible to propose a backtracking technique that allows the search process to go on in spite of some constraint is not observed in a partial solution. In the discussion about the obteined results, the characteristics of the two implemented heuristics are compared. It is possible through the analysis of two different kind of problems / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Roberto de Toledo Assumpção, Jorge Ivan Cisneros / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T06:08:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carneiro_LuizCarlosCunha_M.pdf: 13306398 bytes, checksum: a8cc72f601e22e70353938019781d5df (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Filmes finos de CdS foram preparados sobre lâminas de vidro para microscopia e caracterizados morfológica, estrutural e opticamente. Os resultados de microscopia eletrônica (transmissão e varredura) mostraram que o filme é composto de duas camadas distintas: um depósito amorfo e uma segunda camada policristalina constituída por uma mistura de fases wurtzita e zinc blend (difração de elétrons e raios-X). Como resultado da existência destas camadas, da presença das fases alotrópicas e também de fIutuações estequiométricas, os filmes apresentaram variações nas propriedades ópticas, sendo de particular importância a variação da Eg da ordem de 100 meV em torno do gap óptico aceito para o CdS (Eg = 2,42 eV) / Abstract: Cadmium sulphide have much technological attraction for their application on heterojunction optoelectronic devices, particularly solar cells. In this work we study thin films ofthis material, prepared by chemical bath deposition (CBD) process. Morphologic, structural and stoichiometric data are correlated to the optical properties, namely the energy gap (Eg). Scanning Electron Microscopy and Transmission Electron Diffraction showed that the whole film is composed as thin amorphous layer preceding a thick polycrystalline phase. Transmitance and refletance measurements carried out on specimens in the 0,4 - 2,4 um thickness range showed a variation in Eg (about 200 meV) which can be understood in terms of the other above mentioned properties (surface morphology, stoichiometry and this relative proportion of the amorphous to the crystalline phase) / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: João Alexandre F. R. Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T02:19:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bertevello_LuizCarlos_M.pdf: 2543866 bytes, checksum: e1be6357d5d361dd2b4b775e975fde7d (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: : A absorção gasosa com reação com soluto em fase líquida é encontrada tanto nos processos de purificação como nos processos de produção. Este trabalho apresenta uma modelagem computacional baseada no modelo do ¿Não-Equilíbrio¿, para o projeto e simulação de colunas de pratos utilizadas em sistemas de absorção física ou com reação química simultânea. Estes modelos permitem a determinação dos perfis de concentração ao longo da coluna e o uso de coeficientes de transferência de massa permitem o projeto de colunas de absorção, determinando-se o número real de pratos da coluna, baseado neste modelo de ¿Não-equilíbrio¿, foi desenvolvido um software para aplicações industriais, como absorção de 'H IND. 2¿S¿ em solução aquosa de dietanolamina e absorção de 'N¿H IND. 3¿ em água / Abstract: The absorption of gaseous components by means of a reacting liquid encountered in both purification and production process. This work presents a computer model has been based in modeling ¿Nonequilibrium¿ model, for design and simulation of tray columns used in physical absorption systems or with concurrent chemical reaction. It allows the computation of the concentration profiles along the column and the use of mass transfer coefficients allows to design of absorption columns, to be determined with precision the real trays number of columns. A computer program maybe applied to real industrial practices, like the absorption of 'H IND. 2¿S¿ in a diethanolamine solution and absorption of 'N¿H IND. 3¿ in the water / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Saul Gonçalves d'Avila / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T09:15:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_RitaMariadeBrito_M.pdf: 4832036 bytes, checksum: 16e349fd71d878e99caa59246a636b27 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho apresenta a avaliação de duas equações de estado não cúbicas, as equações PHCT e SUZUKI, em relação aos seus desempenhos em cálculos de equili'brio líquido-vapor (EL V) para projeto e simulação de processo. A complexa equação PHCT original é adequada para representar EL V de misturas binárias e multicomponentes de hidrocarbonetos leves e pesados na faixa de temperatura e pressão normalmente encontrada em processos petroquímicos. Entretanto, a escassez de extensas tabelas de parâmetros de componentes puros e de interação binária apropriadas impede a aplicação generalizada desta equação em cálculos de processos. Um exemplo deste fato é dado em relação a simulação de uma coluna de destilação industrial envolvendo a separação de 17 hidrocarbonetos de diferentes tamanhos. Apesar de demandar mais tempo de computação, os resultados são equivalentes àqueles obtidos com a equação de estado cúbica de Soave-Redlich-Kwong, mais simples estruturalmente. A equação de SUZUKI é urna expressão não cúbica que fornece boa representação de isotermas de dados PVT na região crítica, indicando, desta forma, um potencial para aplicação em projeto e simulação de processos supercríticos. A avaliação é restrita ao EL V de sistemas contendo CO2 na faixa de alta pressão. A equação mostrou-se apropriada para correlacionar e predizer dados de equilíbrio de fases de misturas envolvendo compostos normalmente encontrados em produtos naturais. Entretanto, quando se usa a equação cúbica de Peng-Robinson, para os mesmos sistemas, são obtidos resultados equivalentes / Abstract: This work presents the evaluation of two non cubic equations of state, namely PHCT and SUZUKI equations, concerning their performance in VLE calculations for process design.The original, complex PHCT equation is adequate to represent VLE of binary and multicomponent mixtures of low and high molecular weight hydrocarbons in the range of temperature and pressure normally found in petrochemical processes. However, the lack of suitable and extensive tables for pure components and binary interaction parameters hinders the generalized application of this equation in process designo An example is given concerning the simulation of a distillation column involving the separation of 17 hydrocarbon components. Although demanding more computer time, the results are equivalent to those obtained with the more simple, cubic Soave-Redlich-Kwong equation. SUZUKI equation is a non cubic expression tOOt gives a good representation of isothenns of PVT data in the critical region, thus indicating a potential for application to design of supercritical processes. The evaluation is restricted to EL V of CO2 containing systems in the high pressure range. The equation showed to be appropriate to correlate and predict phase equilibrium data of mixtures involving compounds normally found in natural products. However, when using the cubic Peng-Robinson equation, for the same systems, equivalent results are obtained. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química