MÓDULO DE SIMULAÇÃO DIDÁTICO PARA TROCADOR DE CALOR EM SOFTWARE LIVRE

DIDACTIC SIMULATION MODULE FOR HEAT EXCHANGER IN FREE SOFTWARE

RODRIGUES, ANA PAULA COSTA; CARDOSO, ANAMARIA DE OLIVEIRA; LOPES, PAULO HENRIQUE SILVA; SILVEIRA, JOãO VINíCIOS WIRBITZKI DA

Artigo:

A simulação se encontra no centro da chamada 4ª revolução industrial. Desenvolver simulações a partir dos chamados digital twins permite a otimização de processos e equipamentos de forma mais precisa e eficaz. Para isto, a construção de modelos cada vez mais precisos e condizentes com equipamentos reais para equipamentos é explorada e aplicada na Engenharia Química. No presente trabalho, ainda em desenvolvimento, realizou-se a modelagem e simulação de um trocador de calor utilizado nos laboratórios de ensino do curso de Engenharia Química da UFVJM, objetivando a construção de um módulo de simulação didático para o mesmo através de um modelo matemático distribuído. Experimentos foram realizados para determinar o coeficiente global de troca térmica no equipamento e para fins de validação do modelo. As equações que compõem o modelo utilizado neste trabalho foram discretizadas em n estágios e simuladas no software livre Scilab. Os valores encontrados para a temperatura do fluido quente e frio na simulação são bem próximos dos valores medidos no trocador de calor, sendo o erro obtido para o modelo foi 1,89% quando analisada a temperatura do fluido frio e 0,18% para a temperatura do fluido quente, nas condições simuladas. Os resultados obtidos na simulação indicam que a maior troca térmica entre os fluidos ocorre na entrada dos fluxos no equipamento. Estes permitirão a revisão do modelo e verificação das hipóteses adotadas para a construção de um digital twin.

A simulação se encontra no centro da chamada 4ª revolução industrial. Desenvolver simulações a partir dos chamados digital twins permite a otimização de processos e equipamentos de forma mais precisa e eficaz. Para isto, a construção de modelos cada vez mais precisos e condizentes com equipamentos reais para equipamentos é explorada e aplicada na Engenharia Química. No presente trabalho, ainda em desenvolvimento, realizou-se a modelagem e simulação de um trocador de calor utilizado nos laboratórios de ensino do curso de Engenharia Química da UFVJM, objetivando a construção de um módulo de simulação didático para o mesmo através de um modelo matemático distribuído. Experimentos foram realizados para determinar o coeficiente global de troca térmica no equipamento e para fins de validação do modelo. As equações que compõem o modelo utilizado neste trabalho foram discretizadas em n estágios e simuladas no software livre Scilab. Os valores encontrados para a temperatura do fluido quente e frio na simulação são bem próximos dos valores medidos no trocador de calor, sendo o erro obtido para o modelo foi 1,89% quando analisada a temperatura do fluido frio e 0,18% para a temperatura do fluido quente, nas condições simuladas. Os resultados obtidos na simulação indicam que a maior troca térmica entre os fluidos ocorre na entrada dos fluxos no equipamento. Estes permitirão a revisão do modelo e verificação das hipóteses adotadas para a construção de um digital twin.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/cobecic2019-SOCP29

Referências bibliográficas

• [1]

Como citar:

RODRIGUES, ANA PAULA COSTA; CARDOSO, ANAMARIA DE OLIVEIRA; LOPES, PAULO HENRIQUE SILVA; SILVEIRA, JOãO VINíCIOS WIRBITZKI DA; "MÓDULO DE SIMULAÇÃO DIDÁTICO PARA TROCADOR DE CALOR EM SOFTWARE LIVRE", p-2989-2995. In: Anais do XIII Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica. São Paulo: Blucher, 2019.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/cobecic2019-SOCP29