Modelação e Supervisão de Processos

Conhecimentos de Base Recomendados

Termodinâmica Química; Dinâmica de Fluidos; Balanços Mássicos e Energéticos; Programação e Métodos Numéricos; Transferência de Calor; Introdução à Engenharia das Reações; Reactores Químicos; Operações Sólido-Líquido; Transferência de Massa; Modelação, Simulação e Optimização; Processos de Separação; Instrumentação e Controlo; Tratamento de Dados

Métodos de Ensino

Nas aulas são apresentados os conceitos base, definições, formulações, e exemplos ilustrativos. Estes conceitos são depois exercitados pelos alunos durante a solução de um conjunto de tarefas, em grupos de 2 alunos.

A classificação final envolve duas componentes: a) avaliação ao longo do semestre (30%) mediante a resolução de um conjunto de tarefas em grupo; b) exame final (70%). O aluno deverá obter uma classificação mínima de 8 valores no exame final. O exame final compreenderá questões que requerem a demonstração de conhecimentos teóricos e práticos adquiridos ao longo do semestre.

Resultados de Aprendizagem

Nesta unidade curricular pretende-se que os alunos adquiram capacidades de desenvolvimento de modelos matemáticos de processos físico-químicos. São abordadas metodologias sistemáticas de construção de modelos englobando aspectos de natureza mecanísticos, suportados no tratamento de dados experimentais. Para este efeito torna-se necessária a capacidade de avaliação dos fenómenos físicos dominantes e de simplificação dos modelos produzidos, conjuntamente com a capacidade de integração de conhecimentos nos domínios dos processos de transferência, transformação e separação. A utilização destes modelos como suporte a actividades de supervisão de processos é igualmente analisada. Procura-se que os alunos desenvolvam as suas capacidades na área de solução, manipulação e análise de modelos complexos, conjuntamente com as capacidades de resolver problemas integradores de conhecimentos.

Estágio(s)

Não

Programa

Modelação matemática de natureza mecanística. Princípio de conservação de extensidades. Relações constitutivas. Balanços de extensidades (macroscópicos e microscópicos). Sistemas de parâmetros agrupados e distribuídos. Aplicações típicas em processos químicos.

Simulação dinâmica de processos químicos e biológicos. Estratégias numéricas de solução. Simuladores de dinâmica de fluidos computacional.

Estimação de parâmetros e inferência. Intervalos de confiança e erros de previsão. Identificação de sistemas.

Supervisão multivariável de processos químicos. Supervisão multicamada. Controlo preditivo e optimização em tempo real de processos químicos. 

Docente(s) responsável(eis)

Nuno Manuel Clemente de Oliveira

Métodos de Avaliação

Avaliação
Resolução de problemas: 30.0%
Exame: 70.0%

Bibliografia

- Aris, R. Vectors, Tensors, and the Basic Equations of Fluid Mechanics, Dover Publications, New York, 1989.

- Bird, R. B.; Stewart, W. E; Lightfoot, E. N. Transport Phenomena, 2ª ed., John Wiley & Sons, New York, 2002.

- Hangos, K. M.; Cameron, I. T. Process Modeling and Model Analysis, Academic Press, New York, 2001.

- Roffel, B.; Betlem, B. Process Dynamics and Control: Modeling for Control and Prediction, John Wiley & Sons, New York, 2006.

- Himmelblau, D. M.; Bischoff, K. B.Process Analysis and Simulation - Deterministic Systems, John Wiley & Sons, New York, 1967.

- Fogler, H. S. Elements of Chemical Reaction Engineering, 5ª ed., Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, 2016.

- Finlayson, B. A. Introduction to Chemical Engineering Computing,2ª ed. John Wiley & Sons, New York, 2014.

- Montegomery, D. C.; Peck, E. A.; Vining, G. G. Introduction to Linear Regression Analysis, 5ª ed., John Wiley & Sons, New York, 2014.