desenvolvimento de ambiente computacional para a determinação

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Revista Virtual de Iniciação Acadêmica da UFPA http://www.ufpa.br/revistaic Vol 1, No 1, março 2001 Página 1 de 13 DESENVOLVIMENTO DE AMBIENTE COMPUTACIONAL PARA A DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ATIVIDADE A PARTIR DE DADOS EXPERIMENTAIS DE EQUILÍBRIO DE FASES Marcelo Melo da Costa (bolsista PIBIC/CNPq) Marilena Emmi Araújo (Departamento de Engenharia Química - UFPA) RESUMO As atividades de pesquisa em termodinâmica aplicadas a processos de separação do LAOS – Laboratório de Operações de Separação - tem como objetivos a determinação das propriedades termodinâmicas de equilíbrio de fases através da aplicação de modelos para descrever sistemas multicomponentes de produtos naturais à baixas e à altas pressões, visando a orientação e minimização das medidas experimentais como também realizando uma análise teórica da separação. Para auxiliar nas atividades da área de termodinâmica do LAOS referidas acima, são utilizados diversos softwares, alguns desenvolvidos pelo próprio Laboratório. Tais softwares são um tanto difíceis de serem utilizados, devido ao grande número de grandezas de entrada, que precisam ser inseridas a cada vez que se deseja usar os programas. Outra dificuldade diz respeito à diversidade de correlações e modelos que podem ser utilizados. A partir do ambiente de desenvolvimento DELPHI 4, foi desenvolvido um novo software para Windows. Tal software, intitulado GAMA, foi elaborado através da conversão de algumas rotinas escritas em linguagem FORTRAN para a linguagem PASCAL, utilizada pelo DELPHI, e através da construção de novas rotinas. As vantagens do novo software em relação aos seus antecessores são o uso de banco de dados para armazenar as grandezas de entrada, e o seu ambiente gráfico que utiliza o padrão Windows. Além disso, o banco de dados PARADOX utilizado no GAMA pode ser reutilizado por outras aplicações relacionadas aos processos de separação. ABSTRACT The researches in thermodynamics applied to separation processes of LAOS – Laboratório de Operações de Separação – have as objectives to determine the thermodynamic properties of the balance of phases through the appliance of models to describe multicomponent systems of natural product in low and high pressures, searching for orientation and minimization of the experimental measures as well as accomplishing a theoretical analysis of the separation. To aid in the activities of the thermodynamics area of LAOS referred above, several softwares are used, and some of them are developed by LAOS. Such software are difficult to be used, due to the great number of input data that that need to be inserted to every time that one wants to use the program. Another difficulty is the diversity of correlations and models that can be used. Starting from DELPHI 4 development tool, a new software for Windows was developed. Such software, named GAMA, was elaborated through the conversion of some FORTRAN language routines to PASCAL language, used by DELPHI, and through the elaboration of new routines. The advantages of the new software in relation to its predecessors are the database use to store the input data, and its graphic atmosphere that uses Windows pattern. Furthermore, PARADOX database used in GAMA can be reused by other applications related to the separation processes.

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Revista Virtual de Iniciação Acadêmica da UFPA http://www.ufpa.br/revistaic Vol 1, No 1, março 2001 Página 1 de 13

DESENVOLVIMENTO DE AMBIENTE COMPUTACIONAL PARA A DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ATIVIDADE A

PARTIR DE DADOS EXPERIMENTAIS DE EQUILÍBRIO DE FASES

Marcelo Melo da Costa (bolsista PIBIC/CNPq)

Marilena Emmi Araújo (Departamento de Engenharia Química - UFPA) RESUMO

As atividades de pesquisa em termodinâmica aplicadas a processos de separação do LAOS – Laboratório de Operações de Separação - tem como objetivos a determinação das propriedades termodinâmicas de equilíbrio de fases através da aplicação de modelos para descrever sistemas multicomponentes de produtos naturais à baixas e à altas pressões, visando a orientação e minimização das medidas experimentais como também realizando uma análise teórica da separação.

Para auxiliar nas atividades da área de termodinâmica do LAOS referidas acima, são utilizados diversos softwares, alguns desenvolvidos pelo próprio Laboratório. Tais softwares são um tanto difíceis de serem utilizados, devido ao grande número de grandezas de entrada, que precisam ser inseridas a cada vez que se deseja usar os programas. Outra dificuldade diz respeito à diversidade de correlações e modelos que podem ser utilizados.

A partir do ambiente de desenvolvimento DELPHI 4, foi desenvolvido um novo software para Windows. Tal software, intitulado GAMA, foi elaborado através da conversão de algumas rotinas escritas em linguagem FORTRAN para a linguagem PASCAL, utilizada pelo DELPHI, e através da construção de novas rotinas. As vantagens do novo software em relação aos seus antecessores são o uso de banco de dados para armazenar as grandezas de entrada, e o seu ambiente gráfico que utiliza o padrão Windows. Além disso, o banco de dados PARADOX utilizado no GAMA pode ser reutilizado por outras aplicações relacionadas aos processos de separação. ABSTRACT

The researches in thermodynamics applied to separation processes of LAOS – Laboratório de Operações de Separação – have as objectives to determine the thermodynamic properties of the balance of phases through the appliance of models to describe multicomponent systems of natural product in low and high pressures, searching for orientation and minimization of the experimental measures as well as accomplishing a theoretical analysis of the separation. To aid in the activities of the thermodynamics area of LAOS referred above, several softwares are used, and some of them are developed by LAOS. Such software are difficult to be used, due to the great number of input data that that need to be inserted to every time that one wants to use the program. Another difficulty is the diversity of correlations and models that can be used. Starting from DELPHI 4 development tool, a new software for Windows was developed. Such software, named GAMA, was elaborated through the conversion of some FORTRAN language routines to PASCAL language, used by DELPHI, and through the elaboration of new routines. The advantages of the new software in relation to its predecessors are the database use to store the input data, and its graphic atmosphere that uses Windows pattern. Furthermore, PARADOX database used in GAMA can be reused by other applications related to the separation processes.

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1. Introdução

O Laboratório de Operações de Separação - LAOS/DEQ em convênio com o Laboratório de Separações Físicas – LASEFI/UNICAMP vem desenvolvendo programas computacionais em interface para Windows empregando modelos termodinâmicos para a descrição de sistemas multicomponentes para a aplicação a processos de separação (Araújo e Meireles, 1996; Araújo e Meireles, 1997). Estes programas apresentam fácil interação com o usuário como também são importantes para a concepção moderna de ensino de engenharia. O uso dessas ferramentas computacionais na área de termodinâmica aplicada facilita as diversas opções de correlações e modelos a serem empregados.

O Laboratório de Eletromagnetismo Aplicado - LEA do Departamento de Engenharia Elétrica possui experiência em desenvolvimento de ambiente computacional que facilitem a interface com o usuário como o DELPHI, devido a complexidade dos sistemas de comunicação que são estudados (Souza e Costa, 1998; Araújo e Cavalcante, 1998).

O treinamento de alunos de Engenharia Elétrica em DELPHI através da conversão de programas que possuem confiabilidade e reprodutibilidade já testados, permite o envolvimento do estudante exclusivamente com a linguagem e com a otimização da interface para Windows.

Visto isso, o software a ser desenvolvido deve fornecer os valores dos coeficientes de atividade e da energia livre de Gibbs a partir de uma série de dados de entrada, através de um leque de correlações matemáticas que serão disponibilizadas ao usuário pelo software. 2. Conceitos Fundamentais Antes de apresentarmos o escopo do software desenvolvido, veremos quais os conceitos fundamentais que regem as funcionalidades implementadas pelo mesmo. 2.1. Coeficiente de Atividade Experimental ( iγ)

O coeficiente de atividade ( iγ) experimental é determinado pela seguinte equação:

( )( )

RT

yP

RTPPVB

PxPy iij

Sati

Liii

Satii

ii

2

lnlnδ

γ +−−+

= (1)

A equação (1) permite o cálculo do coeficiente de atividade chamado “experimental” a

partir de dados experimentais de equilíbrio líquido-vapor P, T, x, y, considerando a não idealidade de ambas as fases. Os coeficientes viriais ( 122211 B,B,B ) e os volumes molares do

líquido saturado ( L1V e L

2V ) podem ser determinados a partir de correlações generalizadas. Para o cálculo dos coeficientes viriais foram utilizadas duas correlações: a de

Tsounopoulus (1974) e a de Hayden e O’Connell (1975). Já para o cálculo do volume molares dos líquidos utilizou-se também duas correlações: a correlação proposta por Racket (Prausnitz et al., 1980) e a de Gunn e Yamada (1971).

2.2. Excesso da Energia Livre de Gibbs ( EG ) e o Coeficiente de Atividade ( iγ)

A não idealidade da fase líquida pode também pode ser descrita pelo excesso da

energia livre de Gibbs ( EG ) que está relacionado ao coeficiente de atividade ( iγ) através das equações:

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∑ γ= ii

E

lnxRTG

(2)

( )jn,T,Pi

E

i nRT/nGln

∂∂=γ (3)

Para um sistema binário:

2211

E

lnxlnxRTG γ+γ= (4)

3. Estudo do Contexto do Programa Para ilustrar o contexto que envolve o programa a ser desenvolvido podemos observar o fluxograma mostrado na figura 1. Nele, podemos observar os seguintes aspectos: • Deverá ser informado pelo usuário ao programa um conjunto de dados, chamados de

dados de entrada. Tais dados de entrada se referem às substâncias isoladamente, aos sistemas binários (misturas) formados por elas e a alguns parâmetros que descrevem os estados nos quais as misturas podem estar.

• A partir dos dados de entrada, é necessário realizar o cálculo do coeficiente virial, que pode ser feito através de duas correlações que serão disponibilizadas pelo programa: a de Tsounopoulos e a de O’Connel. De posse dos coeficientes viriais, o programa calculará o parâmetro ? ij.

• Partindo também dos dados de entrada, o programa realizará o cálculo dos volumes molares, sendo possível realizar tal cálculo através de também duas correlações: Racket e Gunn & Yamada. Vale ressaltar que o usuário não é obrigado a primeiro calcular os coeficientes viriais e depois os volumes molares; isto pode ser feito também de maneira inversa.

• De posse dos coeficientes viriais e volumes molares, o usuário poderá finalmente solicitar ao programa o cálculos dos Coeficientes de Atividade e do Excesso de Energia Livre de Gibbs, bastando para isso apenas fornecer os valores das pressões de saturação de cada substância. Se os valores das pressões de saturação não forem conhecidos pelo usuário, ele poderá ainda informar os valores das constantes C1, C2 e C3 de cada substância, constantes estas que são necessárias para o cálculo das pressões de saturação através das equações de Antoine.

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Para a solução do problema, do ponto de vista da Análise de Sistemas, será utilizado o

paradigma da orientação a objetos. Neste paradigma, a parte inicial de análise se assemelha às demais técnicas estruturadas de Análise de Sistemas e é composta por: entrevistas com os usuários, observação das atividades desempenhadas pelos usuários, entre outros. Todos esses procedimentos realizados no início da análise visam, como nas técnicas estruturadas, identificar entidades, atributos e operações realizadas com os atributos. Porém, diferentemente das técnicas estruturadas, um dos primeiros documentos a ser emitido é o chamado diagrama de classes & objetos (nas técnicas estruturadas, o primeiro documento a ser emitido geralmente é um diagrama de fluxo de dos ou um diagrama de entidade-relacionamento). O diagrama de classes & objetos encontrado para este projeto está mostrado na figura 2. Nele, podemos identificar três entidades (classes) relevantes para o problema: Substância Pura, Mistura e Ponto Experimental.

Figura 1: fluxograma que representa o contexto do programa

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A classe Substância Pura contém as substâncias que irão compor as misturas, e deve

armazenar todos os dados de entrada referentes unicamente aos atributos da substância isolada, independentemente das misturas das quais ela participa. Esses dados estão mostrados na tabela 1. Vale ainda ressaltar que os atributos C1, C2 e C3, relativos à cada uma das substâncias puras não serão armazenados na classe Substância Pura, visto que eles só serão utilizados, se o forem, quando o usuário for informar os valores das pressões de saturação e as mesmas não estiverem disponíveis. Nesse caso, será necessária a utilização de tais constantes.

Atributo Descrição Id_substancia

Código da substância, usado para identificar cada substância inequivocamente dentre as demais.

Nome Nome oficial da substância. Tc Temperatura crítica Pc Pressão crítica Vc Volume crítico DM Momento dipolar RD Raio médio de giro ZRA Parâmetro de Rackett Omega Fator acêntrico ATS Parâmetro de Tsounopoulos BTS Parâmetro de Tsounopoulos A classe Mistura representa os sistemas binários formados pela mistura entre duas substâncias puras, o que está ilustrado no diagrama de classes & objetos. Seus atributos são mostrados na tabela 2. Para facilitar a compreensão e evitar equívocos, a partir deste ponto, chamaremos substância 1 de soluto e substância 2 de solvente.

Atributo Descrição Id_mistura Código da mistura, usado para identificar cada mistura

inequivocamente dentre as demais. Id_substância_1 (soluto)

Código da substância que funciona como primeiro componente da mistura (mais volátil).

Id_substância_2 (solvente)

Código da substância que funciona como segundo componente da mistura (menos volátil).

Eta1 Parâmetro de interação da substância 1 com a 2. Eta2 Parâmetro de interação da substância 2 com a 1.

Tabela 1: atributos da classe Substância Pura

1

n

1n

1 n

id_pontoid_mistura

PontoExperimental

id_substância_solventeid_substância_soluto

id_misturaMistura

CalcularCoeficienteVirialTsounopoulosCalcularCoeficienteVirialÓConellCalcularVolumeGunnEYamadaCalcularVolumeRacket

PcVcDMRDZRAÔMEGAATSBTSC1C2C3

id_substânciaTc

SubstânciaPura

Figura 2: diagrama de classes & objetos identificado para a solução do problema

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Eta3 Parâmetro de solvatação da mistura. Temperatura Temperatura que a mistura apresentará em todos os momentos

(sistema isotérmico).

A classe Ponto Experimental está ligada ao conjunto de valores de determinadas propriedades que estão associadas à cada mistura. Podemos notar, pelo diagrama de classes & objetos, que a cada mistura correspondem vários objetos da classe Ponto Experimental, ou seja, uma mistura pode ter muitos pontos experimentais. A classe Ponto Experimental possui os atributos mostrados na tabela 3.

Atributo Descrição Id_mistura Código da mistura, usado para identificar cada mistura

inequivocamente dentre as demais. Id_ponto Código que identifica, para uma mesma mistura, um conjunto de

valores distinto de outros conjuntos de valores.

P Pressão X1 Fração molar da substância 1 na fase líquida Y1 Fração molar da substância 1 na fase vapor

Um ponto experimental é composto por seis informações: Pressão, frações molares das

substâncias 1 e 2 nas fases líquida e vapor e a temperatura. A fração molar da fase líquida e a fração molar da fase vapor da substância 2 Não estão incluídas na classe Ponto Experimental pois são facilmente calculados pelas equações 5 e 6.

Já a temperatura é modelada na classe Mistura, pois cada mistura representa um

sistema isotérmico, e por isso todos os pontos experimentais apresentarão uma mesma temperatura, não sendo assim necessário declarar para cada ponto experimental uma temperatura. Por isso, das seis informações pertinentes aos pontos experimentais, apenas três são informadas para o programa pela classe Ponto Experimental, uma é informada pela classe Mistura e as outras duas são campos calculados, e não precisam ser armazenados pelo programa.

4. Desenvolvimento do Programa

Grande parte dos programas que atualmente estão em uso pelo LAOS são

desenvolvidos para o ambiente DOS, utilizando principalmente a linguagem FORTRAN. A principal dificuldade dos usuários destes programas é o fato dos mesmos não apresentarem formas de armazenamento dos dados de entrada. Em conseqüência disso, a cada vez que se deseja realizar alguma simulação nestes programas, o usuário tem que informar novamente os valores dos dados de entrada, valores estes que são constantes e que já poderiam estar armazenados em alguma parte dos mesmos. A atividade de inserção dos mesmos dados de entrada por diversas vezes seguidas se torna muito entediante, facilitando inclusive a ocorrência de erros. A fim de evitar tais incômodos, é expressamente recomendável que o programa que está sendo desenvolvido seja capaz de guardar os dados de entrada, evitando uma constante perda de tempo por parte do usuário.

Tabela 2: atributos da classe Mistura

Tabela 3: atributos da classe Ponto Experimental

(6) 1y1=2y(5) 1x1=2x

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Com o advento dos sistemas operacionais da família Microsoft Windows 9X, várias plataformas de armazenamento de dados foram desenvolvidas de maneira a atender as necessidades dos desenvolvedores de programas de maneira bastante satisfatória. Estas plataformas atendem pelo nome de SGBDs (Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados) e administram os armazenamento de dados em meios magnéticos (discos rígidos, discos flexíveis, cd-roms, etc.). Atualmente, destacam-se entre os SGBDs, o Oracle e o Interbase, para sistemas de grande e médio porte, e o Paradox e o Access, para sistemas de menor porte.

Para a constituição desta base de dados, deve-se usar um banco de dados que seja compatível com o DELPHI. Temos que levar em conta ainda que este programa não possui uma base de dados muito robusta, ou seja, não será necessário o armazenamento de uma grande quantidade de dados. Desta maneira, o banco de dados escolhido foi o PARADOX, versão 7, uma vez que além de ser compatível com o DELPHI, é também nativo do mesmo, o que significa que não haverá preocupação com a adequação ao DELPHI de um SGBD que seja externo a ele. Tal atividade de adequação se constitui em uma atividade um tanto trabalhosa e que só merece ser realizada quando a quantidade de dados a ser armazenada é grande, o que não é este caso.

Atualmente, a maioria dos microcomputadores utilizam os sistemas operacionais da família Windows, atualmente nas versões 95/98/2000. Com o propósito de aproveitar a familiaridade da maioria dos usuários com os padrões gráficos e funcionalidades introduzidos pela família Windows, a confecção dos formulários do programa em DELPHI procurará seguir tais padrões e aproveitar as funcionalidades, tornando-o assim de simples operação.

Antes da elaboração propriamente dita do programa, foi definido o seu nome. Por se tratar de um programa que visa o cálculo dos coeficientes de atividade de um sistema binário, cuja representação é feita pela letra grega ? (gama), nada mais natural do que o programa receber o nome de Gama.

Primeiramente, foi desenvolvida a janela principal do programa, que é mostrada na figura 3. Este formulário possui apenas uma função importante: prover o acesso a outros formulários do programa, estes sim com outras funções mais importantes. O acesso é feito pelo usuário através do menu suspenso, localizado na parte superior do formulário principal. Este menu possui quatro submenus principais.

O primeiro dos submenus é o submenu Arquivo, mostrado na figura 4. Ele possui três

opções: Substâncias, Misturas e Sair. A opção Substâncias, quando clicada, abre o formulário Figura 3: janela principal do programa

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de Substâncias, e a opção Misturas, ao ser clicada, abre o formulário Misturas. Ambos os formulários serão vistos com mais detalhes posteriormente. Por último, tem-se a opção Sair, que fecha o programa, quando clicada.

O submenu seguinte é chamado de Consultas e disponibiliza ao usuário rotinas para a consulta da base de dados do programa, como as substâncias e misturas cadastradas. O último submenu é o submenu Ajuda, que possui duas opções: Tópicos e Sobre. A opção Tópicos, ao ser clicada, acessa o manual on-line do programa, que é onde o usuário poderá aprender, se necessário, a usar o programa e a aproveitar por completo todas as suas funcionalidades. Já a opção Sobre mostra ao usuário um formulário com informações sobre o programa, tais como seu desenvolvedor, sua versão atual, entre outros. O formulário Substâncias está mostrado na figura 4. Veremos agora detalhadamente os principais elementos deste formulário.

Primeiramente, é visto, na parte superior do formulário, a chamada barra de

ferramentas, ou barra de navegação, utilizada para operações nos registro da classe Substância Pura. Nesta barra, estão presentes botões para acessar as substâncias, incluir novas, excluir, editar e localizar uma substância pelo seu nome. Com respeito ao botão Localizar, o mesmo quando clicado, aciona uma à substâncias armazenadas no banco de dados.

Os primeiros campos do formulário são os campos Código e Nome, e se referem respectivamente aos atributos id_substancia e Nome, que foram declarados na modelagem da classe Substância Pura. O campo Código, como foi explicado anteriormente, é um valor que identifica inequivocamente para o programa cada substância pura armazenada, e por isso não deve ser alvo da preocupação dos usuários. Por isso, cada vez que o processo de inclusão de uma nova substância é iniciado, o código da mesma é automaticamente inserido no respectivo campo, não sendo acessível pelo usuário, que só precisa de preocupar com o nome da substância e seus outros dados

Logo abaixo, pode-se observar um grupo chamado de Dados da substância, que se referem aos dados de cada substância que necessitam ser armazenados pelo programa, a fim de posterior utilização pelo mesmo em diversos cálculos. Todos esses campos têm o mesmo nome dos respectivos atributos aos quais se referem na classe Substância Pura, e que foram declarados na mesma. O formulário Misturas é considerado o mais importante do programa. Ele está ilustrado na figura 5.

Figura 4: formulário Substâncias

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O formulário Misturas, além de servir para cadastrar todas as misturas e seus respectivos dados e pontos experimentais, também gerencia todos os cálculos que podem ser executados pelo programa, ou seja, as partes mais importantes do programa são controladas através deste formulário. Explicaremos agora com mais detalhes todas as partes deste formulário.

Na parte superior do formulário, está presente mais uma vez uma barra de navegação, exatamente igual àquela que está presente no formulário de Substâncias.

O primeiro campo do formulário é o código, e se refere ao atributo id_mistura, definido na classe Mistura. Este é um campo que o usuário não deve se preocupar, pois ele serve basicamente para identificar para o sistema todos os outros dados de cada mistura, ou seja, a mistura e seus dados são identificados por esse campo-chave. Dessa forma, cada vez que o usuário inicia o processo de inclusão de uma nova mistura, o programa gera automaticamente este código e não o disponibiliza para o usuário, ou seja, o usuário não pode fazer alterações neste campo.

Logo abaixo do campo código, estão presentes quatro outros campos, dois referentes ao soluto da mistura e os outros dois referentes ao solvente. Os dois campos mais à esquerda representam respectivamente o código da substância que é o soluto da mistura e o código da substância que é o solvente. Os outros dois campos mais à direita representam respectivamente o nome do soluto e o nome do solvente. Quando o usuário insere uma nova mistura, é óbvio que ele deve selecionar o soluto e o solvente da nova mistura dentre as substâncias que estão armazenadas no banco de dados do sistema. Ele fará isto pelo nome da

Figura 5: formulário que gerencia as misturas e seus respectivos pontos experimentais

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substância, da seguinte maneira: os campos referentes aos nomes do soluto e do solvente são do tipo ComboBox, ou seja, eles listam os nomes de todas as substâncias armazenadas no banco de dados do sistema. Desta maneira, o usuário não precisa se preocupar em lembrar códigos e nomes de substâncias, pois ele terá acesso ao nome de todas as substâncias que estão armazenadas, e apenas terá o trabalho de selecioná-las. Os dois campos que representam os códigos do soluto e do solvente não são editáveis pelo usuário. Quando o mesmo inicia a inserção de uma nova mistura, o campo está em branco. Quando ele seleciona o nome do soluto e do solvente, o campo recebe o código da substância que ele escolheu, e este valor é armazenado nos atributos id_soluto e id_solvente declarados na classe Mistura.

Abaixo das informações referentes ao soluto e ao solvente da mistura, temos uma grupo chamado de Dados da mistura. São quatro parâmetros: Eta1, Eta2, Eta3 e T. Os três primeiros são parâmetros importantes para alguns cálculos realizados pelo programa. Já o T se refere à temperatura da mistura em K (Kelvin), que se mantém constante para qualquer estado da mistura, já que estamos lidando com um sistema isotérmico. Todos esses campos referem-se respectivamente aos atributos Eta1, Eta2, Eta3 e Temperatura, que forma modelados na classe Mistura.

Abaixo do grupo Dados da mistura, tem-se o grupo Pontos Experimentais. Dentro deste grupo há um componente Delphi do tipo DBGrid, que contém as informações da classe Ponto Experimental. Como já foi dito anteriormente, cada mistura possui um conjunto de pontos, onde cada ponto possui informações a respeito da pressão e fração molar tanto do soluto como do solvente. Para facilitar a utilização do programa pelo usuário, o cadastro dos pontos experimentais foi disponibilizado na mesmo formulário do cadastro de misturas; dessa forma, ao inserir uma nova mistura, o usuário pode também inserir todos os pontos experimentais associados àquela nova mistura que ele está inserindo.

Uma vez cadastrada a mistura, e tendo ela pelo menos um ponto experimental associado, os botões Calcular Coeficiente Virial e Calcular Volume Molar , localizados na parte direita do formulário ficam habilitados, mas o botão Calcular Gama continua desabilitado. O usuário, ao clicar o botão Calcular Coeficiente Virial terá acesso ao formulário de escolha do método para o cálculo do coeficiente virial, mostrado na figura 6.

Neste formulário, o usuário encontra as duas opções para o cálculo dos coeficientes

viriais da mistura: Tsounopoulos e O’Connel. Cada opção é representada por um componente do tipo TRadioButton, ou botão de rádio. Um grupo de botões de rádio representa sempre um conjunto de eventos mutuamente exclusivos, onde cada botão representa um evento distinto. Dessa forma, não há a menor possibilidade do usuário acidentalmente marcar as duas opções. Todo o código do Object Pascal necessário para a rotina de cálculo dos coeficientes viriais está encapsulado atrás do botão OK, que quando clicado, faz com que o programa realize todos esses cálculos de maneira eficiente e retorne para o formulário Misturas. Ao clicar o botão Calcular Volume Molar, o formulário mostrado na figura 7 ficará disponível para o usuário. Neste formulário o usuário encontra as duas correlações para o cálculo dos volumes molares da mistura, também representados por componentes TRadioButton: Gunn & Yamada e Racket. Feita a escolha da correlação, o usuário clica no botão OK, o programa realiza os cálculos e retorna ao formulário Misturas.

Figura 6: formulário para escolha do método de cálculo do coeficiente virial

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S

e para uma mesma mistura o usuário calculou os coeficientes viriais e os volumes molares, sem passar a um outro registro, o botão Calcular Gama finalmente se tornará habilitado para ser clicado pelo usuário. Ao clicá-lo, o usuário faz com que o programa mostre o formulário ilustrado na figura 8. Neste formulário, o usuário poderá digitar todos os dados necessários para o cálculos dos coeficientes de atividade dos excessos de Energia Livre de Gibbs. Explicaremos agora com mais detalhes o significado de cada um dos campos presentes neste formulário.

O primeiro campo, localizado na parte superior do formulário, representa o número de

pontos experimentais que devem ser usados nos cálculos. Logicamente, o usuário não poderá digitar neste campo um valor maior que o número de pontos experimentais existentes associados à mistura que ele está usando. Por isso, para evitar este tipo de equívoco, este formulário, ao ser aberto pelo botão Calcular Gama, localizado no formulário de misturas, apresenta no campo Nº de pontos um valor igual ao de pontos referentes à mistura que o usuário está utilizando, não sendo possível digitar um valor maior. Por exemplo, se para uma

Figura 8: formulário para o cálculo dos Coeficientes de Atividade e do excesso de Energia Livre de Gibbs

Figura 7: formulário para escolha do método de cálculo do volume molar

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certa mistura existem 10 pontos experimentais registrados, quando o formulário Cálculo do Gama for aberto, automaticamente o campo Nº de pontos apresentará o valor 10. Nenhum valor maior que 10 poderá ser digitado.

Abaixo do campo Nº de pontos, temos dois botões de rádio, cuja finalidade é selecionar a maneira como as pressões de saturação serão informadas ao programa. As duas maneiras são: informar diretamente os valores das pressões, se forem conhecidas, por meio dos dois campos presentes logo abaixo do botão de rádio Valores conhecidos de Psat; ou fazer o cálculos das pressões de saturação pelo método de Antoine. Se a segunda opção for a escolhida, o usuário deverá digitar tanto para o soluto quanto para o solvente os valores das constantes C1, C2 e C3, que são chamadas de parâmetros de Antoine.

Feita a escolha de como informar ao programa as pressões de saturação, o usuário clica no botão Calcular, onde estão encapsuladas as rotinas dos cálculos necessários. Os resultados são então informados ao usuário por meio de um relatório, que pode ser visto na figura 9.

5. Referências Bibliográficas

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Araújo, M.E.; Meireles, M.A.A. EDEFlash - Programa para Cálculo de Equilíbrio de Fases e Ajuste de Parâmetros de Interação para Equações de Estado Cúbicas, para Windows95, 1996.

Figura 9: relatório contendo os resultados experimentais

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