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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Projeto auxiliado por computador de processos industriais: análise de flexibilidade
metadata.dc.creator: Nicodemos, Renata Matos
metadata.dc.contributor.advisor1: Assis, Adilson José de
metadata.dc.contributor.referee1: Neiro, Sergio Mauro da Silva
metadata.dc.contributor.referee2: Gedraite, Rubens
metadata.dc.contributor.referee3: Xavier, Marcelo Fonseca
metadata.dc.description.resumo: Esta dissertação investiga a viabilidade de se usar uma planta virtual, simulada com um simulador de processo, a fim de se obter modelos mais simples da planta real (meta-modelos), na forma de superfícies de resposta, e com estes investigar a influência das variáveis de entrada, controláveis ou não, sobre o desempenho da planta estabelecendo as condições ótimas (análise de flexibilidade). O estudo de caso considerado foi uma planta de compressão de ar da Vale Fertilizante em operação na cidade de Uberaba-Minas Gerais. Para tanto, foram utilizados o simulador de processos COCO, para a simulação da planta virtual, e o software Scilab®, para o acréscimo de uma operação unitária ao simulador, por meio do protocolo CAPE-OPEN, a saber uma coluna de adsorção. Os resultados da simulação foram validados usando dados de projeto da planta e dados operacionais. Para a construção das superfícies de resposta foi utilizado o software STATISTICA® e a otimização dos meta-modelos foi realizada no software Microsoft Excel®. Foram construídas superfícies de resposta, analisando o comportamento de cada um compressores de ar em relação a umidade do ar, temperatura e o comportamento da coluna de adsorção em relação a temperatura e umidade do ar na entrada. Os valores ótimos, que resultam em menor potência, para os compressores, foram: temperatura de 15,76°C e vazão mássica de vapor de água saturado no ar de 50,81 kg/h, para o primeiro compressor; 13,74 kg/h de vapor de água saturado e 1434,74 kg/h de água de refrigeração, diretamente relacionada com a temperatura de entrada da corrente, para o segundo compressor. Para a coluna de adsorção, em qualquer quantidade de vapor de água saturado na entrada da coluna, a melhor temperatura de entrada deverá ser de 35°C, para que a umidade de saída da coluna seja a menor possível. O procedimento utilizado permitiu reproduzir satisfatoriamente o desempenho da planta, investigar a flexibilidade do processo em relação a alterações nas condições de entrada e encontrar valores operacionais ótimos.
Abstract: This work investigates the feasibility of using a virtual plant, simulated with a process simulator, in order to obtain simpler models of the real plant (meta-models), as response surfaces, and using those meta-models to investigate the influence of input variables, controllable or not, on the performance of the plant and on the optimum conditions (flexibility analysis). As a case study, it was considered a plant of air compression of Vale Fertilizantes in operation in the city of Uberaba, Minas Gerais. We used the process simulator COCO, to simulate the virtual plant, and the \"software\" Scilab® to add a unit operation, namely an adsorption column, to the simulator, using the CAPE-OPEN protocol. The simulation results were validated using plant design data as well as operational data. For the construction of response surfaces STATISTICA® software was used and the optimization of meta-models was performed using Microsoft Excel® software. Response surfaces were constructed analyzing the behavior of each air compressors relative air humidity, temperature and the behavior of the adsorption column in relation to temperature and moisture input. The optimal values, resulting in less power for the compressors, were: temperature of 15.76 ° C, mass flow of saturated steam in air of 50.81 kg / h, for the first compressor; 13.74 kg / h of saturated steam in air and 1434.74 kg / h of cooling water, for the second compressor. For the adsorption column the best inlet temperature should be 35 ° C for any amount of steam at the entrance of the column, so that outlet steam in the column is the lowest possible. The procedure used in this thesis allowed to satisfactorily reproduce the plant performance, to investigate the process flexibility with respect to changes in the inlet conditions and to find optimal operating values.
Keywords: Simulação
Otimização
CAPE-OPEN
Ar comprimido
Flexibilidade
Simulation
Optimization
Compressed air
Flexibility
Processo químicos - Métodos de simulação
Projeto auxiliado por computador
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Citation: NICODEMOS, Renata Matos. Projeto auxiliado por computador de processos industriais: análise de flexibilidade. 2013. 90 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2013.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15229
Issue Date: 22-Feb-2013
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

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