[7] apresentação finalv2

8/18/2019 [7] Apresentação finalV2

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Modelagem e simulação deplanta termosolar integracoluna de destilação alcoóli

Adriano Silva Martins Brand

Orientador: Prof. Dr. Marcus

da Costa !


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Descrição do projeto

Desenvolver um ambiente para simde uma planta solar de geração de integrada a uma coluna de destilaetanol construída em um software co

de simulação de processos químicos.

"#$"%$%&"' Modelagem e simulação de uma planta termintegrada a coluna de destilação alcoólic


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Motivação• Desenvolvimento sustentável;

• !ci"ncia energ#tica;

• studos de processos relevantes pa

ind$stria;• studos de controle.



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Metodologia• studo do %spen &'('();

•

studo do processo de destilação alco*lica• +mplementação da coluna de destilação no

&'('();

• studo da planta termosolar;

•

+mplementação da planta termosolar no M• studo da comunicação entre Matlab) e &

• +mplementação do ambiente de simulaçãointegrado.



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Destilação alco*lica• Mais utiliado processo de separação na ind$

• -rande consumo energ#tico;

• +nteraçes entre variáveis;

• Destilação alco*lica envolve ae*tropos – Di!culdade na separação;

• /ão linearidades – %trasos de transporte; – 0ar1metros variáveis no tempo;

– /$mero elevado de perturbaçes;

• +mplementado no %spen &'('().



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Destilação alco*lica• %spen &'('()

– (oftware muito utiliado na ind$stria;

– (imulaçes estáticas• De!nição das correntes materiais e de energ

• speci!cação dos equipamentos;

• 2ase para as simulaçes din1micas;

– (imulaçes din1micas• De!nição do sistema de controle;

• %tenção para a converg"ncia dos modelos.



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est aç o a co ca 3 spen&'('()


4ídeo 5. +lustração da m&'('(

t


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est aç o a co ca 3 spen&'('()


6igura 5. 7emplo de ca


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Destilação alco*lica


6igura 8. 6lu7ograma dacoluna.


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-tem speci/cação0ipo do prato (ieve9prato perfurado simples:Dimens1es dos Pratos spaço entre pratos 5< cm

Di1metro =>,5 cm

%ltura do anteparo 9weir: ? cm

@omprimento do anteparo

9weir: 5> cm23mero de pratos 5?Prato de alimentação A0ipo de condensador BotalPressão no condensador 58< C0a4ueda de pressão no

condensador

> C0a

5a6ão de re7u8o Concentração da

alimentação

>,

9a6ão volumtrica de

alimentação

>,A mEFG

9a6ão volumtrica de

destilado

?, H@ Babela 5. 0ar1metros dacoluna.


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• (istema de controle


0ag Sinal speci/caçã

;-

C

"&

&

04 6ração molar d

destilado

M4 4aão de reIu7o

%ção Jeversa0ar1metro 4alor

(et3point >,K8 H-L

p >,K NFH-L

Oi >,P min

Od > min

0ag (inal speci!cação

=-

C

"&

&

04 /ível do conden

M4 4aão descarga%ção Direta

0ar1metro 4alor

(et3point N

p 8= NFN

Oi >,A58 min

Od > min Babela 8controlad

6igura ?. DetalGe doIu7ograma


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6igura A. (in*tico da simulaçno &'('(


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Destilação alco*lica 3 Bestes


6igura


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"#$"%$%&"'

Modelagem e simulação de uma planta termintegrada a coluna de destilação alcoólic

6igura P. Beste 8 Q Jesposta nasvaes

6igura . Bestcontrole


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"#$"%$%&"'


6igura K. Beste ? Q Jesposta nasvaes

6igura 5>. Bestcontrole


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0lanta termosolar• nergia renovável e limpa;

•

Desa!o para controle – ntradas não manipuláveis 9Dist$rbios:

• +rradiação solar;

• Bemperatura ambiente;

– Dist$rbios• @lima;

– %trasos de transporte;

• +mplementado no Matlab (imulinC)"#$"%$%&"'



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0lanta termosolar

"#$"%$%&"'


6igura 55. +lusolar

•

dutos emparalelo em cadaplaca.


18/33

0lanta termosolar

"#$"%$%&"'


6igura 58. +luc#lula

•

placas emparalelo

• grupos em s#rie


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0lanta termosolar

"#$"%$%&"'


6igura 5solar

•

c#lulas emparalelo

• seçes em

paralelo


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0lanta termosolar

•

"#$"%$%&"'


= Massa específca da água;= Capacidade térmica específca;= Área da secção transversal do

coletor;= Parâmetro de irradiação;= Irradiação;= Coefciente de perdas térmicas;


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0lanta termosolar

"#$"%$%&"'


6igura 5AsimulinC

= 4aão volum#trica nacarga da planta

termosolar

= @omprimento dosdutos, dos medidores na

carga at# as placas

solares

l l


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0lanta termosolar 3 Bestes

"#$"%$%&"'


6igura 5


23/33


"#$"%$%&"'


6igura 5=. Beste 8 na plantasolar

0l t t l B t


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"#$"%$%&

"'

Modelagem e simulação de uma planta term

integrada a coluna de destilação alcoólic

6igura 5P. Beste ? na plantasolar

0 i t d


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0rocesso integrado

"#$"%$%&

"'



Matlab

&'('(

6igura 5. 6lu7integradas

0 i t d


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• (oftware3in3tGe3loop;

• @omunicação &'('( Q (imulinC – SL %utomation;

– %mbiente orientado a objetos;

– 0rograma no Matlab controla a simulaçã

0rocesso integrado

"#$"%$%&

"'



rocesso ntegra o 3


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rocesso ntegra o 3+mplementação

"#$"%$%&

"'



Am>iente desimulação

" min?0s@

simulin Placasolar noMatla>

tsim?) s

ntradas da planta solar) s? tsim

ntradas da planta solar )

s? " min

ColunanoESES

" min?0s@

ESES

6igura 5K.%lgoritmo doambiente desimulação

SaFdamin

0 i t d


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• Beste !nal

0rocesso integrado

"#$"%$%&

"'



6igura 85. ntradas doteste !nal

6igura 88. Jeteste !nal

0rocesso integrado Beste


29/33

• Beste !nal

0rocesso integrado 3 Beste

"#$"%$%&

"'



6igura 85. ntradas doteste !nal

6igura 8?. Jecontrole no te

@oncluses


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• (imulação se mostrou interessante p

–

studo da din1mica dos processos; – studos de controle;

• +ntegração entre simuladores permit

estudo das interaçes entre os proce

estudados.

@oncluses

"#$"%$%&

"'



0erspectivas futuras


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• Modelos a par1metros distribuídos;

•

Modelagem da mudança de fase na

• studo de estrat#gias de controle

avançado aplicadas aos processos

estudados.

0erspectivas futuras

"#$"%$%&

"'



0ublicação


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0ublicação

• @S(B%, M. 4. %. ; B5A2DAO? A. S. M. ; L+M%/SJM'3J+@S, T. . . Uma estrutura de controle para a destilaria de etanol. +n VV @ongresso 2rangenGaria Wuímica 3 @S2W 8>5A, 8>5A, 6lor%nais VV @S2W 3 8>5A, 8>5A.

"#$"%$%&

"'




33/33

O>rigado pela atençãoG

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