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Química |
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Centro de Aplicações: Projetos nas áreas de Engenharia Química
Controle de qualidade de um processo de produção de tintas
O controle de qualidade em termos de produção de tintas é composto por amostragem a intervalos regulares para assegurar que o produto final encontre um conjunto de critérios definidos, que incluem o rendimento desejado e os níveis de concentração. Estes critérios são determinados através do desenvolvimento de um modelo para representar com precisão a cinética da reação do sistema. Com um modelo de alta precisão do processo químico que se pode identificar rapidamente e fontes de correção de erro durante o processo de produção. (Maple 12) |
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Trocador de calor de contracorrente com tubo duplo
Esta aplicação de modelos da dinâmica de temperatura de um trocador de calor de contracorrente com tubo duplo. Três equações diferenciais parciais são derivadas a partir de balanços térmicos entre os líquidos do tubo e do lado do invólucro, e a parede do tubo (que representa o fluxo de calor a partir dos líquidos na concha e do lado do tubo, e de condução ao longo do comprimento do tubo). As equações são resolvidas numericamente, e os perfis de temperatura são traçados num gráfico. O permutador de calor é assumido para ser perfeitamente isolado. Densidades, calor específico, coeficiente de transferência de calor e condutividade térmica são consideradas constantes. (Maple 15) |
Destilação binária com o Método de McCabe-Thiele
Destilação fracionada binária é um meio de separação de dois componentes líquidos, através de uma coluna de destilação (que contém um certo número de tabuleiros ou fases). É um conceito encontrado por praticamente todos os estudantes de Engenharia Química e de Processos. Esta aplicação calcula o número necessário de etapas teóricas de um conjunto de parâmetros de operação especificados através do método de McCabe-Thiele. Ele traça o diagrama clássico de McCabe-Thiele e avalia o índice mínimo e real do refluxo, e o estado termodinâmico do conteúdo. (Maple 10) |
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Fluxo entre dois tanques assistido por bomba
Uma bomba transfere a partir de um tanque para o outro, com as válvulas de retenção colocadas em ambos os lados da bomba e cada tanque é aberto para a atmosfera. Esta planilha calcula a vazão no tubo, resolvendo a equação de Bernoulli para o sistema, tendo em conta o adicionado pela bomba, e a perda de carga devido ao atrito nos tubos e conexões. Fatores de atrito são calculadas usando a equação padrão para o atrito no fluxo laminar, ou a equação de Colebrook-White, por atrito no escoamento turbulento. Um certo número de parâmetros físicos podem ser especificados, incluindo a rugosidade do tubo e os coeficientes de perda de carga das válvulas. |
Análise das equações básicas do Estado (II)
Este é o segundo de uma série de planilhas do Maple desenvolvidos para o ensino de química em termodinâmica.
Dada uma equação de duas constantes de estado (a planilha inclui o mais comum), esta planilha calcula o seu ponto crítico, forma reduzida, os coeficientes volumétricos, a temperatura de Boyle, a expansão do liquido e a pressão interna. (Maple 12)
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Estruturas dinâmicas equivalentes
Esta planilha compara os valores próprios de uma estrutura com o amortecimento de Rayleigh, com uma estrutura com um amortecedor discreto arbitrário. Também compara estruturas mecânicas com diferentes tipos de amortecimento e a estratégia para o cálculo da solução de um exemplo de uma estrutura com dois graus de liberdade. (Maple 10) |
Tanque de Reservatórios Interagindo
Este modelos de planilha a drenagem do líquido de um tanque para outro tanque, através de um tubo de ligação. O fluxo opõe-se por atrito do tubo, e o nível do líquido em cada tanque oscila para um equilíbrio. As equações diferenciais que descrevem a mudança dinâmica na altura do líquido em cada tanque, são resolvidos numericamente. (Maple 10) |
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Otimização do controlador automático
Um fluxo frio de óleo é aquecido num tanque com agitação. A variação dinâmica da temperatura no tanque é modelada por uma equação diferencial, derivada por meio de um equilíbrio térmico a temperatura do líquido no tanque é conduzida a um ponto de regulação através de um controlador PI, o que altera o calor adicionado ao sistema. Os ganhos do controlador otimizado são encontrados através da minimização de uma função que descreve o quanto o perfil real da temperatura é de um perfil definido pelo usuário. Além disso, a superação é atenuada através de um multiplicador de perdas para a função. Esta aplicação destaca duas características computacionais do Maple - Solução numérica das equações diferenciais - Otimização não-linear (Maple 10) |
Bateria de íons de lítio
Este modelo simula e compara duas maneiras diferentes para modelar uma bateria de Li-ion. No primeiro modelo, quatro células de Li-ion são fisicamente conectadas em série. Isso permite que o usuário utilize diferentes parâmetros e condições iniciais para cada célula da bateria. No segundo modelo, o número de células da bateria é determinada usando o escalar n.
O modelo de bateria de íons de lítio usado neste exemplo é uma bateria automotiva baseada na eletroquímica, modelada com base na teoria do eletrodo poroso que apresenta o estado de carga da bateria, transporte de massa, os processos de intercalação / difusão Li + e de diferentes eletrodos. .
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