Desenvolvimento de uma biblioteca para cálculo de propriedades termodinâmicas

Abstract

O presente trabalho começa por apresentar o estado da arte dos programas de simulação por computador. Faz-se uma breve análise à portabilidade para operar em diferentes máquinas, e aos preços de mercado. A livraria desenvolvida, Thermolib, demonstra a sua portabilidade, quando ao ser programada em Java, pode ser “embutida”, por exemplo, no MATLAB. De acordo com esta característica, o MATLAB vai ser utilizado como infra-estrutura onde serão executadas as rotinas da livraria que vão servir de exemplo. As equações de estado para gases e para líquidos descritas servem de base aos algoritmos desenvolvidos na livraria, Thermolib. Os parâmetros directos foram introduzidos numa base de dados (para 644 compostos), à qual a livraria recorre para efectuar os cálculos. Os parâmetros indirectos necessários para uma determinada simulação podem ainda ser calculados por algoritmos apropriados. Seguidamente foram executados exemplos de simulações em programas comerciais e na livraria desenvolvida, para efeitos comparativos e de validação da mesma. No final é feita uma análise dos resultados da comparação dos diversos exemplos utilizados. Também se faz uma breve abordagem de continuidade futura deste projecto com uma aplicação didáctica e científica elevada.

ABSTRACT: The present work starts presenting the state of the art of the simulation programs available for computers. One brief analysis is done to the portability to operate in different machines and to the prices of market. The developed library as shown portable capability, since it was programmed using Java, but it can be worked in MATLAB. MATLAB will be used to run routines of example applications according to this characteristic. The described equations of state for gases and liquids were the base for the developed algoritms of the library. Direct parameters were introduced in a data base (for 644 compounds), that are used by the library to proceed calculations. The indirect parameters, necessary for a determined simulation, can be automatically calculated using proper algoritms. Following this, examples of simulations had been executed in commercial programs and on the developed library. The examples for comparison of the results, in terms of vapor-liquid equilibrium, had been: database and pure component; equilibrium with adjustment of parameters; equilibrium of mixtures; UNIQUAC and UNIFAC. At the end of present work, an analysis is made of results comparison of the several examples used. Also a brief insight of future work is done, remaining the development of this project with high didactic and scientific applications.