Análise de sistemas reacionais e separação usando cálculo fracionário

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Leitoles, Delano Presa
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/38992
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Marcelo Kaminski Lenzi
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spelling Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaLenzi, Marcelo Kaminski, 1977-Leitoles, Delano Presa2024-07-17T18:50:12Z2024-07-17T18:50:12Z2015https://hdl.handle.net/1884/38992Orientador: Prof. Dr. Marcelo Kaminski LenziDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. Defesa: Curitiba, 27/03/2015Inclui referênciasÁrea de concentração: Desenvolvimento de processo qúimicosResumo: O cálculo fracionário vem sendo desenvolvido desde a criação do próprio cálculo diferencial e integral, sendo que recentemente muitas são as áreas do conhecimento que estão utilizando essa ferramenta. Um pouco do histórico dessa ferramenta foi abordada, juntamente com as explicações básicas necessárias para entender como aplicar em problemas na ciência e engenharia e também buscando mostrar o porquê da utilização de operadores íntegro-diferenciais fracionários ao invés dos tradicionais. O estudo transiente de uma operação unitária de engenharia química denominada tanque flash foi realizado, apresentando resultados de sistemas modelados termodinamicamente com o modelo de Wilson. Os resultados demonstraram que o fato de processos apresentarem ordem fracionária não pode ser negligenciado durante a operação, principalmente quando a ordem é maior do que a unidade. Modelos farmacocinéticos compartimentalizados fracionários foram revisados e aplicados a dados experimentais da literatura. Os modelos fracionários foram bastante eficientes, sendo em um dos casos mais eficiente quando comparado a um modelo de ordem inteira. Foi apresentado uma modelagem de cinética química de reações químicas, juntamente com uma discussão dos modelos, estudando a influência da ordem da derivada no comportamento reacional e mostrando a aplicação numa reação real, com dados experimentais da literatura. As equações diferenciais parciais fracionárias foram abordadas, com um método de volumes finitos, incorporando o efeito de memória da derivada fracionaria temporal. Dados de soluções analíticas foram comparados com as soluções numéricas desenvolvidas neste trabalho, demonstrando a capacidade do método numérico de reproduzir a solução verdadeira.Abstract: Fractional calculus has been developed since the creation of integer calculus. Currently many areas of knowledge are using this tool. It was presented a little bit of the history of the tool, besides the basic explanations needed to understand how to apply the fractional calculus to problems in science and engineering. It was also presented the reason to choose fractional integro-differential operators instead of the standard ones. The behavior of a chemical engineering unitary operation called flash tank in transient regimen was studied, presenting the results for several systems using Wilson's thermodynamical model. The results demonstrate that if a process has a fractional behavior, this cannot be neglected, especially for orders greater than unity. Compartmentalized pharmacokinetic models were revised and applied to experimental data taken from literature. The fractional models were quite efficient, wherein one fractional model was really more efficient than an integer one. It was presented a way to model chemical kinetics of multiple reactions systems, discussing the model presented, studying the influence of the fractional order in the response and showing a real reaction being modeled with fractional calculus, using literature experimental data. Fractional partial differential equations were also studied, using a finite volume method, including the memory effect of the time fractional derivative. Analytical solutions and numerical solutions were compared, showing the capability of the method developed here to reproduce the real answer of the problem.98f. : il. algumas color., tabs., grafs.application/pdfDisponível em formato digitalEngenharia QuímicaCálculo fracionárioReações quimicasEquações diferenciais parciaisAnálise de sistemas reacionais e separação usando cálculo fracionárioinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessTEXTR - D - DELANO PRESA LEITOLES.pdf.txtExtracted Texttext/plain112056https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/38992/1/R%20-%20D%20-%20DELANO%20PRESA%20LEITOLES.pdf.txtc02a36038bb79a8607fdca4551ec7063MD51open accessORIGINALR - D - DELANO PRESA LEITOLES.pdfapplication/pdf1634117https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/38992/2/R%20-%20D%20-%20DELANO%20PRESA%20LEITOLES.pdf174a9530eb6dc50610005f96225e6cd2MD52open accessTHUMBNAILR - D - DELANO PRESA LEITOLES.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1083https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/38992/3/R%20-%20D%20-%20DELANO%20PRESA%20LEITOLES.pdf.jpg7044a756b2ce4275b68a16eb5a3f6f98MD53open access1884/389922024-07-17 15:50:13.013open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/38992Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-07-17T18:50:13Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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