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Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Determinação de equações constitutivas no processo de secagem usando Evolução Diferencial
Alternate title (s): Determination of Constitutive Equations in the Drying Process using Differential Evolution
Author: Silva, Háysila Lourrane
First Advisor: Lobato, Fran Sérgio
First member of the Committee: Arouca, Fábio de Oliveira
Second member of the Committee: Fagundes, Flávia Marques
Summary: O processo de secagem configura-se como uma das mais interessantes e importantes áreas da engenharia química. Basicamente, este consiste na transferência de umidade (água) contida em um material para um fluido (ar de secagem). Matematicamente, este processo consiste de modelos de balanços de massa (para a representação da umidade), de balanços de energia (para a representação da temperatura), associado a equações constitutivas de modo que este processo possa ser simulado. Para fins de simulação e análise, a determinação destas equações constitutivas, a partir de pontos experimentais, tem grande importância. Diante do que foi apresentado, a presente proposta teve como objetivo formular e resolver um problema inverso para fins da determinação dos parâmetros em equações constitutivas no processo de secagem. Para essa finalidade, foram considerados dados experimentais sintéticos e o algoritmo de Evolução Diferencial. Foram avaliadas as influências do número de Biot (Bi), do número de Lewis (Le), da umidade inicial (M0) e dos parâmetros λ e Φ. Os números de Biot e Lewis e os parâmetros λ e Φ foram os que mais influenciaram nas distribuições analisadas. Na resolução do problema inverso foi possível constatar que o algoritmo de Evolução Diferencial foi capaz de obter os parâmetros do modelo para σ=0% e boas estimativas para os parâmetros quando σ=5% e σ=10%.
Abstract: The drying process is one of most interesting and important of chemical engineering. Basically, this consists of moisture transfer (water) contained in a material to a fluid (drying air). Mathematically, this process consists of mass and energy balances, associated to constitutive equations. To simulate and analyze this process, it is necessary the determination of these constitutive equations considering experimental data. In this contribution, an inverse problem, proposed to determine the parameters of constitutive equations considering synthetic experimental data, is formulated and solved. To solve this optimization problem, the Differential Evolution (DE) algorithm is used. In addition, the influence of non-dimensional parameters (Biot’ number, Lewis’ number, initial moisture and λ and Φ parameters) in moisture and temperature profiles also is evaluated. The results showed that the moisture and temperature profiles were more influenced by Biot, Lewis, λ and Φ parameters. Considering noiseless data (σ =0), DE was able to estimate the parameters satisfactorily as shown by the values obtained for the objective function. On the other hand, when noise is considered (σ=5% and σ=10%), DE was able to obtain good estimates.
Keywords: Modelagem matemática
Mathematical modeling
Problema inverso
Inverse problem
Evolução Diferencial
Differential Evolution
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::BALANCOS GLOBAIS DE MATERIA E ENERGIA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: SILVA, Háysila Lourrane. Determinação de equações constitutivas no processo de secagem usando Evolução Diferencial. 2017. 36 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/25343
Date of defense: 7-Dec-2017
Appears in Collections:TCC - Engenharia Química

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