página da professora Míriam Tvrzská de Gouvêa - EM CONSTRUÇÃO
Objetivo: A proposta educativa da disciplina Simulação de Processos visa ao desenvolvimento do educando como cidadão autônomo(“autonomia significa ser governado por si mesmo” Kamii, C.), de forma que este possa:
· Compreender o cenário industrial atual, globalizado, competitivo e em que questões ambientais são relevantes.
· Avaliar e resolver problemas de processos químicos industriais visando à melhoria ou à alteração destes por meio da modelagem e simulação de processos.
· Modelar um processo industrial e utilizar os simuladores comerciais existentes no mercado.
· Distinguir e interpretar modelos matemáticos.
· Selecionar métodos numéricos apropriados para a resolução de modelos matemáticos.
· Distinguir os simuladores comerciais existentes e saber selecionar o mais adequado.
· Analisar processos estacionários e dinâmicos.
· Analisar fluxogramas de processos industriais.
· Buscar informações relacionadas à modelagem de processos industriais, localizando-as, identificando-as e reunindo-as de forma integrada e organizada.
· Compreender o significado das informações relacionadas à prática da engenharia de processos encontradas em textos, esquemas e figuras de revistas, livros, jornais, enciclopédias, dicionários técnicos, handbooks, internet, patentes e relatórios técnicos, posicionando-se sempre criticamente em relação às informações encontradas.
· Trabalhar e debater em grupo.
· Perceber a importância da análise constante dos processos industriais.
· Posicionar-se criticamente enquanto engenheiro e cidadão.
· Perceber-se como agente responsável pelo desenvolvimento da engenharia e do próprio Brasil.
1. Introdução à Simulação de Processos
1.1 Definição
1.2 O cenário industrial atual e a hierarquia da automação
1.3 Importância da simulação e exemplos de aplicação
1.4 Vantagens, Desvantagens e Benefícios do Uso da Simulação de Processos
2. Modelagem Matemática de Equipamentos Industriais
2.1 Tipos de variáveis.
2.2 Modelos para o cálculo de propriedades e critérios de seleção.
2.3 Os modelos baseados em fenômenos: modelos de parâmetros concentrados e distribuídos; modelos homogêneos e heterogêneos; modelos dinâmicos e estacionários.
2.4 Modelagem matemática baseada em fenômenos – uso de: leis de conservação; equações empíricas e mecanismos de transporte (lei de Fourrier, leis de Newton, equação de Stefan Boltzmann, equação de vertedor, etc.); equilíbrio químico e de fases; leis de controle; relações geométricas; modelos para o cálculo de propriedades.
2.5 Outros desenvolvimentos em modelagem: CFD, modelagem molecular, modelos de processos empíricos (redes neurais, modelos ARX-ARMAX, modelos de fabricantes, etc.)
2.6 Graus de liberdade e especificação.
3. O Simulador de Processos
3.1 Tipos de Simuladores Existentes
3.2 Simuladores Comerciais Existentes
3.3 Métodos da Simulação Seqüencial Modular e Orientada a Equações.
3.4 Os Módulos de Simulação.
4. Aplicações específicas e metodologia de resolução de problemas de simulação.
4.1 Simulação Estática e Dinâmica – Procedimentos de Solução.
4.2 Análise de Medidas Industriais.
4.3 Processos de separação.
4.4 Análise de processos e heurísticas industriais.
4.5
Tipos de Medidores.
4.6 Reconciliação de Dados e Identificação de Pontos de Operação.
4.7 Seleção de Configurações de Controle.
4.8 Relação entre os fluxogramas de processos (BFD, PFD e P&ID) e o fluxograma de simulação
4.9 Análise Global de Graus de Liberdade.
5. Métodos Numéricos Para a Resolução dos Problemas Matemáticos da Simulação de Processos
5.1 Sistemas de equações lineares
5.2 Sistemas de equações não-lineares
5.3 Sistemas de equações diferenciais ordinárias
5.4 Sistemas de equações diferenciais parciais
5.5 Problemas de otimização: mínimos quadrados, programação linear e não linear, programação inteira-mista, programação não linear inteira mista