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Tipo do documento: Tese
Título: Estimando parâmetros de interação binária para a equação de Peng-Robinson via otimização multiobjetivo: um estudo com a regra clássica de mistura de Van Der Waals
Título(s) alternativo(s): Estimating binary interaction parameters for the Peng-Robinson equation via multi-objective optimization: a study with the classical rule of Van Der Waals mixtures
Autor: Sousa, Sérgio Silva de 
Primeiro orientador: Oliveira, Luiz Nélio Henderson Guedes de
Primeiro membro da banca: Faria, Daiara Fernandes de
Segundo membro da banca: Souza, Grazione de
Terceiro membro da banca: Pires, Adolfo Puime
Quarto membro da banca: Cabral, Alex Junior de Freitas
Resumo: As equações de estado cúbicas, apesar de sua simplicidade matemática, têm se mostrado muito versáteis na simulação de modelos termodinâmicos. Elas são capazes de representar a continuidade entre as fases fluidas e, consequentemente, podem ser usadas para representar equilíbrio líquido-vapor (ELV ) de substâncias puras e misturas. Ao longo do tempo, estas equações ganharam enorme aceitação na indústria petrolífera, como um modelo robusto e confiável, para prever ELV de sistemas em alta pressão. Regras de mistura são usadas em combinação com equações cúbicas de estado para uma representação completa de misturas e fluidos. Essas regras de misturas exigem parâmetros de interação binária Kij , empiricamente determinados, para descrever o ELV com maior acurácia. A falta desses parâmetros de interação binária muitas vezes resultam em ELV imprecisos. Nas últimas décadas, houve um aumento na utilização da otimização multiobjetivo para resolver diversos problemas de otimização em diferentes áreas da matemática e engenharia. Partindo desse enfoque, o objetivo deste trabalho é estimar os parâmetros de interação binária Kij , utilizando-se a regra clássica de misturas de van der Waals, vinculado a equação de estado de Peng-Robinson, aplicando-se o método de otimização multiobjetivo MOPSO light. O presente trabalho mostra ótimos resultados na minimização dos erros das propriedades analisadas (pressão e composição), dos parâmetros Kij para 22 misturas não polares em comparação com 4 outras equações encontradas na literatura.
Abstract: Cubic equations of state, despite their mathematical simplicity, have proved to be very versatile in the simulation of thermodynamic models. They are able to represent the continuity between fluid phases and, consequently, can be used to represent vapor-liquid equilibrium (V LE) of pure substances and mixtures. Over time, these equations have gained wide acceptance in the oil industry as a robust and reliable model for predicting V LE of high pressure systems. Mixing rules are used in combination with cubic equations of state for a complete representation of mixtures and fluids. These mixing rules require empirically determined binary interaction parameters Kij to describe the V LE more accurately. The lack of these binary interaction parameters often results in inaccurate V LEs. In recent decades, there has been an increase in the use of multi-objective optimization to solve various optimization problems in different areas of mathematics and engineering. Based on this approach, the objective of this work is to estimate the binary interaction parameters Kij , using the classic van der Waals rule of mixtures, linked to the Peng-Robinson equation of state, applying the multi-objective optimization method MOPSO light. The present work shows excellent results in minimizing the errors of the analyzed properties (pressure and composition), of the Kij parameters for 22 non-polar mixtures in comparison with four other equations found in the literature.
Palavras-chave: Equation of state
Mixture
Multi-objective optimization
Binary parameter
Equação de estado
Mistura
Otimização multiobjetivo
Parâmetro binário
Sistema binário (matemática)
Otimização matemática
Van der Waals, Forças de
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::AREAS CLASSICAS DE FENOMENOLOGIA E SUAS APLICACOES::TRANSFERENCIA DE CALOR; PROCESSOS TERMICOS E TERMODINAMICOS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico
Programa: Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
Citação: SOUSA, Sérgio Silva de. Estimando parâmetros de interação binária para a equação de Peng-Robinson via otimização multiobjetivo: um estudo com a regra clássica de mistura de Van Der Waals. 2022. 148 f. Tese (Doutorado em Modelagem Computacional) - Instituto Politécnico, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17565
Data de defesa: 18-Mar-2022
Aparece nas coleções:Doutorado em Modelagem Computacional

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