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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29539| Título: | Implementação de ferramenta computacional para solução de balanços de massa bicomponentes em sistemas homogêneos |
| Título(s) alternativo(s): | Implementation of a computational tool for solution of bicomponent mass balances in homogeneous systems |
| Autor(es): | Tormem, Bruno Henrique Manfrin |
| Orientador(es): | Steffen, Vilmar |
| Palavras-chave: | Software gratuito Processos de fabricação Python (Linguagem de programação de computador) Modelos matemáticos Open source software Manufacturing processes Python (Computer program language) Mathematical models |
| Data do documento: | 22-Jun-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Francisco Beltrao |
| Citação: | TORMEM, Bruno Henrique Manfrin. Implementação de ferramenta computacional para solução de balanços de massa bicomponentes em sistemas homogêneos. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2022. |
| Resumo: | No contexto atual há uma procura por softwares que estejam disponíveis de maneira gratuita para auxiliar as pessoas inseridas no âmbito de processos industriais; em virtude deste contexto torna interessante a implementação de um instrumento computacional. No presente trabalho implementou-se uma ferramenta computacional capaz de obter a solução, de forma intuitiva, para modelos matemáticos derivados a partir de balanços de massa em sistemas bicomponentes sem reação química, com ou sem uso de corrente de reciclo. Modelos matemáticos não-lineares são obtidos a partir de balanços de massa, os quais envolvem inúmeras variáveis e, devido à grande possibilidade de variáveis e combinações de variáveis desconhecidas, o processo de solução manual pode ser bastante trabalhoso. A ferramenta computacional foi desenvolvida de forma que o mesmo procedimento de solução é aplicado para todas as combinações possíveis de variáveis desconhecidas. Para solução numérica do sistema de equações utilizou-se o método de Broyden, método numérico, adaptado do método de Newton-Raphson, com controle do tamanho do passo em cada iteração visando a maior chance de convergência. Para facilitar o uso da ferramenta foi desenvolvida uma interface gráfica, compondo a ferramenta desenvolvida. Para desenvolver o programa fez-se o uso da linguagem de programação Python e suas respectivas bibliotecas. A biblioteca KivyMd foi utilizada para elaborar a interface gráfica que facilita o uso da ferramenta computacional. A biblioteca NumPy, foi utilizada para desenvolver a parte numérica. Os resultados obtidos com o uso do aparato desenvolvido são positivos, obtendo os resultados de forma eficiente, alertando o usuário sobre a inserção de dados errados e possibilitando uma consulta a figuras ilustrativas do processo. |
| Abstract: | In the current context, there is a demand for software that is freely available to help people involved in industrial processes; because of this context, the implementation of a computational instrument is interesting. In the present work, a computational tool was implemented capable of obtaining the solution, in an intuitive way, for mathematical models derived from mass balances in twocomponent systems without chemical reaction, with or without the use of recycle current. Nonlinear mathematical models are obtained from mass balances, which involve numerous variables and, due to the great possibility of unknown variables and combinations of variables, the manual solution process can be quite laborious. The computational tool was developed in such a way that the same solution procedure is applied for all possible combinations of unknown variables. For numerical solution of the system of equations, the method of Broyden was used, numerical method, adapted from the method of NewtonRaphson, with control of the size of the step in each iteration aiming at the biggest chance of convergence. To facilitate the use of the tool, a graphical interface was developed, composing the developed tool. To develop the program, the Python programming language and its respective libraries were used. The KivyMd library was used to create the graphical interface that facilitates the use of the computational tool. The NumPy library was used to develop the numerical part. The results obtained with the use of the developed apparatus are positive, obtaining the results efficiently, alerting the user about the insertion of wrong data and allowing a consultation to illustrative figures of the process. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29539 |
| Aparece nas coleções: | FB - Engenharia Química |
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