Implementação de ferramenta computacional para solução de balanços de massa bicomponentes em sistemas homogêneos

• Autor(a) principal: Tormem, Bruno Henrique Manfrin
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29539
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Software gratuito; Processos de fabricação; Python (Linguagem de programação de computador); Modelos matemáticos; Open source software; Manufacturing processes; Python (Computer program language); Mathematical models

No contexto atual há uma procura por softwares que estejam disponíveis de maneira gratuita para auxiliar as pessoas inseridas no âmbito de processos industriais; em virtude deste contexto torna interessante a implementação de um instrumento computacional. No presente trabalho implementou-se uma ferramenta computacional capaz de obter a solução, de forma intuitiva, para modelos matemáticos derivados a partir de balanços de massa em sistemas bicomponentes sem reação química, com ou sem uso de corrente de reciclo. Modelos matemáticos não-lineares são obtidos a partir de balanços de massa, os quais envolvem inúmeras variáveis e, devido à grande possibilidade de variáveis e combinações de variáveis desconhecidas, o processo de solução manual pode ser bastante trabalhoso. A ferramenta computacional foi desenvolvida de forma que o mesmo procedimento de solução é aplicado para todas as combinações possíveis de variáveis desconhecidas. Para solução numérica do sistema de equações utilizou-se o método de Broyden, método numérico, adaptado do método de Newton-Raphson, com controle do tamanho do passo em cada iteração visando a maior chance de convergência. Para facilitar o uso da ferramenta foi desenvolvida uma interface gráfica, compondo a ferramenta desenvolvida. Para desenvolver o programa fez-se o uso da linguagem de programação Python e suas respectivas bibliotecas. A biblioteca KivyMd foi utilizada para elaborar a interface gráfica que facilita o uso da ferramenta computacional. A biblioteca NumPy, foi utilizada para desenvolver a parte numérica. Os resultados obtidos com o uso do aparato desenvolvido são positivos, obtendo os resultados de forma eficiente, alertando o usuário sobre a inserção de dados errados e possibilitando uma consulta a figuras ilustrativas do processo.