Avaliação das soluções analítica e numérica do perfil de concentração em um catalisador esférico

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorPrata, Diego Martinez-
Autor(es): dc.contributorSantos, Lizandro de Sousa-
Autor(es): dc.contributorMattos, Lisiane Veiga-
Autor(es): dc.contributorMenezes, Diego Queiroz Farias de-
Autor(es): dc.creatorSouza, Juliana Meirelles de Almeida-
Autor(es): dc.creatorSchot, Leandro Vidal-
Autor(es): dc.creatorGama, Roberta Cardoso Garcia de Freitas-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T17:29:18Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T17:29:18Z-
Data de envio: dc.date.issued2017-07-28-
Data de envio: dc.date.issued2017-07-28-
Data de envio: dc.date.issued2017-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://app.uff.br/riuff/handle/1/4091-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/751322-
Descrição: dc.descriptionNo decorrer das últimas décadas, os processos catalíticos ganharam uma grande relevância industrial e científica. Visto que uma vasta quantidade de processos que envolvem reações químicas ocorrem através de sistemas catalíticos heterogêneos, o estudo do processo de reação-difusão dentro de um catalisador tem grande importância na literatura técnicocientífica. O presente trabalho aborda a avaliação do fenômeno de transferência de massa associado à reação química em um catalisador esférico a partir do desenvolvimento de soluções analíticas e soluções numéricas para distintos casos, obtendo um perfil da concentração de um reagente ao longo da direção radial do catalisador em cada caso e comparando os resultados obtidos através de cada um dos métodos de solução. A reação escolhida como estudo de caso no trabalho proposto é a de craqueamento catalítico do cumeno com o catalisador de sílicaalumina do artigo de Weisz e Prater (1954). Três casos foram abordados no desenvolvimento deste trabalho: dois casos que apresentam uma reação de primeira ordem, sendo um deles desenvolvido adotando-se estado estacionário e outro adotando-se estado transiente, e um caso que apresenta uma reação de ordem zero em estado estacionário. A metodologia de solução adotada varia de acordo com as características das equações diferenciais provenientes do balanço material e as condições de contorno associadas a cada caso. Tais EDOs e EDPs resultantes do balanço material dos problemas propostos foram resolvidas tanto analiticamente, utilizando métodos analíticos de solução tais como Variáveis Separáveis e Funções de Bessel, quanto numericamente com o auxílio do software computacional MAPLE® utilizando métodos numéricos de solução tais como Diferenças Finitas e Runge-Kutta. Os erros absolutos obtidos na comparação entre as soluções analíticas e numéricas obedeceram a tolerância explicitada na metodologia, portanto é possível afirmar que os métodos numéricos utilizados geraram resultados satisfatório-
Descrição: dc.descriptionIn the course of the last decades, the catalytic processes gained a great industrial and scientific relevance. Since a vast quantity of processes that involve chemical reactions take place through heterogeneous catalytic systems, the study of the reaction-diffusion process inside a catalyst has great importance in the technical and scientific literature. The present work approaches the evaluation of the mass transfer phenomenon associated to chemical reaction in a spherical catalyst that stems from the development of analytical solutions and numerical solutions for different cases, leading the acquisition of a concentration profile of a reagent along the radial direction in a catalyst and thereby, compare the results obtained through each one of the methods of solution. The reaction chosen as a case study in the proposed work is the catalytic cracking of cumene with silica-alumina catalyst of the Weisz and Prater article (1954). Three cases were discussed in the development of this work: two cases that present a reaction of first order, being one of them developed when there is adopted stationary state and the order, for non-stationary state, and a case that presents a reaction of order zero in stationary state. The adopted solution methodology varies according to the characteristics of the differential equations stemming from the material balance and the boundary conditions associated to each case. These ODEs and PDEs from the material balance of the proposed problems were solved both analytically, using analytical solution methods such as Separable Variables and Bessel Functions, and numerically with the aid of the computational software MAPLE® using numerical solution methods such as Finite Differences and Runge-Kutta. The absolute errors obtained by the analytical and numerical solutions obeyed the tolerance explicit in the methodology, so it is possible to assert that the numerical methods used yield satisfactory results-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Direitos: dc.rightsopenAccess-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectCatalisador esférico-
Palavras-chave: dc.subjectSolução analítica-
Palavras-chave: dc.subjectSolução numérica-
Palavras-chave: dc.subjectMAPLE-
Palavras-chave: dc.subjectCatalisador-
Palavras-chave: dc.subjectSimulação por computador-
Palavras-chave: dc.subjectSpherical catalyst-
Palavras-chave: dc.subjectAnalytical solution-
Palavras-chave: dc.subjectNumerical solution-
Título: dc.titleAvaliação das soluções analítica e numérica do perfil de concentração em um catalisador esférico-
Tipo de arquivo: dc.typeTrabalho de conclusão de curso-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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