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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36847| Título: | Modelagem termodinâmica do equilíbrio líquido-vapor de fluidos refrigerantes com baixo potencial de aquecimento global |
| Título(s) alternativo(s): | Thermodynamic modeling of the vapor-liquid equilibrium of low global warming potential refrigerants |
| Autor(es): | Bertuol, Luiz Gustavo |
| Orientador(es): | Zuber, Andre |
| Palavras-chave: | Refrigerantes Termodinâmica Equações cúbicas Sustentabilidade Thermodynamics Carbonated beverages Equations, Cubic Sustainability |
| Data do documento: | 14-Fev-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Francisco Beltrao |
| Citação: | BERTUOL, Luiz Gustavo. Modelagem termodinâmica do equilíbrio líquido-vapor de fluidos refrigerantes com baixo potencial de aquecimento global. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2025. |
| Resumo: | Este trabalho tem como objetivo a modelagem termodinâmica de três misturas binárias e uma mistura ternária, compostas pelos fluidos refrigerantes R32 (difluorometano), R1123 (2,3,3,3-tetrafluoropropeno) e R1234yf (2,3,3,3-tetrafluoropropeno), utilizando as equações de estado Peng-Robinson e Soave-Redlich-Kwong. A eficiência dessas equações foi avaliada por meio de comparações com dados experimentais de equilíbrio líquido-vapor (ELV) disponíveis na literatura. O estudo é motivado pela necessidade crescente de substituir refrigerantes com alto potencial de aquecimento global por alternativas mais sustentáveis, sendo a modelagem termodinâmica uma ferramenta essencial para prever o comportamento de candidatos promissores. Para os cálculos de pressão e temperatura dos fluidos puros, bem como dos parâmetros termodinâmicos e propriedades no equilíbrio líquido-vapor das misturas binárias, foi utilizado o software Excel® com o complemento XSEOS®. Esse procedimento permitiu a correlação de dados do ELV para as misturas binárias, além da predição do ELV e da densidade do sistema ternário. Os resultados mostraram que, para os fluidos puros, ambos os modelos previram com eficácia os valores de pressão e temperatura, gerando curvas que apresentaram valores de R2 superiores a 0,98. Já para as misturas, na maioria dos casos, os desvios calculados de pressão e fração molar da fase vapor foram inferiores a 5%, com o modelo Peng-Robinson apresentando maior acurácia, especialmente para sistemas mais complexos. No entanto, ambas as equações apresentaram limitações significativas na predição da densidade, com desvios superiores a 10%, o que evidencia a necessidade de métodos mais avançados para o cálculo da propriedade volumétrica dessas misturas. |
| Abstract: | This study aims to thermodynamically model three binary mixtures and one ternary mixture composed of refrigerant fluids R32 (difluoromethane), R1123 (2,3,3,3-tetrafluoropropene), and R1234yf (2,3,3,3-tetrafluoropropene), using the Peng-Robinson and Soave-Redlich-Kwong equations of state. The efficiency of these equations was assessed through comparisons with experimental vapor-liquid equilibrium (VLE) data available in the literature. The study is motivated by the growing need to replace refrigerants with high global warming potential with more sustainable alternatives, with thermodynamic modeling serving as a crucial tool for predicting the behavior of promising candidates. To calculate the pressure and temperature of pure fluids, as well as thermodynamic parameters and properties in the liquid-vapor equilibrium of the binary mixtures, the software Excel® with the XSEOS® add-in was used. This procedure enabled the correlation of VLE data for the binary mixtures, in addition to the prediction of VLE and density for the ternary system. The results showed that, for pure fluids, both models well predicted the pressure and temperature values, generating curves that showed R2 values greater than 0,98. For binary mixtures, in most cases, the calculated deviations of pressure and vapor mole fraction were below 5%, with the Peng-Robinson model demonstrating higher accuracy, particularly for more complex systems. However, both equations exhibited significant limitations in predicting density, with deviations greater than 10%, highlighting the need for more advanced methods to calculate the volumetric properties of these mixtures. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36847 |
| Aparece nas coleções: | FB - Engenharia Química |
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