Termodinâmica de fluídos confinados utilizando a teoria do funcional da densidade

Ferreira, Aluan Andrade

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/12879

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DC Field	Value	Language
dc.contributor.advisor	Tavares, Frederico Wanderley	-
dc.contributor.author	Ferreira, Aluan Andrade	-
dc.date.accessioned	2020-08-10T20:29:18Z	-
dc.date.available	2023-12-21T03:02:12Z	-
dc.date.issued	2020-08-06	-
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11422/12879	-
dc.language	por	pt_BR
dc.publisher	Universidade Federal do Rio de Janeiro	pt_BR
dc.rights	Acesso Aberto	pt_BR
dc.subject	Termodinâmica de fluídos	pt_BR
dc.subject	Modelagem	pt_BR
dc.subject	Teoria do funcional da densidade	pt_BR
dc.subject	Cálculo variacional	pt_BR
dc.title	Termodinâmica de fluídos confinados utilizando a teoria do funcional da densidade	pt_BR
dc.type	Trabalho de conclusão de graduação	pt_BR
dc.contributor.advisorLattes	http://lattes.cnpq.br/7493008178841307	pt_BR
dc.contributor.authorLattes	http://lattes.cnpq.br/0989454743173237	pt_BR
dc.contributor.advisorCo1	Barbosa, Gabriel Duarte	-
dc.contributor.advisorCo1Lattes	http://lattes.cnpq.br/2210534284443301	pt_BR
dc.contributor.referee1	Barreto Júnior, Amaro Gomes	-
dc.contributor.referee1Lattes	http://lattes.cnpq.br/1005756226202071	pt_BR
dc.contributor.referee2	Castier, Marcelo	-
dc.contributor.referee2Lattes	http://lattes.cnpq.br/3323708991010013	pt_BR
dc.description.resumo	Entender bem o comportamento das propriedades termodinâmicas dos fluidos quando estão sobre efeito de confinamento é de grande importância para a modelagem de diversos processos como, por exemplo, a adsorção, a separação por membranas e a exploração de reservatórios naturais de petróleo. No caso da adsorção de gases em poros, este fenômeno é estudado desde o século XVIII e vários modelos empíricos foram propostos para tentar descrever esse fenômeno ao longo do tempo como os modelos de Langmuir, Freundlich, BET e modelos baseados na equação de Kelvin. Entretanto, esses modelos possuem muitas limitações devido a sua natureza empírica, como, por exemplo, não descrevem consistentemente a heterogeneidade de fluidos confinados em poros e, por esse motivo, não podem ser utilizados para uma grande diversidade de sistemas sem perder acurácia. Para descrever as propriedades estruturais dos fluidos confinados, pode-se utilizar uma abordagem de simulação molecular. Porém, é necessário um alto esforço computacional. Uma alternativa é a utilização da teoria do funcional da densidade (DFT) que tem como base o uso da energia de Helmholtz como um funcional da densidade, considerando que a densidade é uma função do espaço devido aos efeitos de confinamento. Utilizando a DFT é possível obter resultados de acurácia similar aos da simulação molecular, porém com custo computacional bem menor. Para o cálculo da DFT é necessário definir como parâmetro de entrada o funcional da energia de Helmholtz, o potencial externo realizado pela parede do poro, o potencial químico dentro do poro e a densidade volumar do sistema. Neste trabalho, foram utilizados dois diferentes funcionais da energia de Helmholtz para descrever a adsorção de argônio em um poro de grafita por meio de isotermas de adsorção. O primeiro foi um funcional de campo médio, em que é considerado que o fluido se comporta como uma esfera rígida descrita pela equação de estado de Carnahan-Starling e possuem interações dispersivas baseados no potencial de Lennard-Jones. O segundo funcional foi baseado na equação de estado PC-SAFT em que o fluido ainda possui uma contribuição de esferas rígidas igual a primeira, porém as interações dispersivas são baseadas na teoria da perturbação de Barker e Henderson. O potencial externo realizado pela parede do poro foi calculado como um potencial de Steele, o potencial químico é calculado utilizando uma equação de estado volumar correspondente ao funcional utilizado devido à condição de equilíbrio e a densidade volumar do sistema é calculada com base na pressão do sistema utilizado o método de Topliss. A metodologia apresentou resultados coerentes com os apresentados na literatura e foi possível verificar as diferenças e semelhanças entre os dois funcionais escolhidos para a análise.	pt_BR
dc.publisher.country	Brasil	pt_BR
dc.publisher.department	Escola de Química	pt_BR
dc.publisher.initials	UFRJ	pt_BR
dc.subject.cnpq	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA	pt_BR
dc.embargo.terms	aberto	pt_BR
Appears in Collections:	Engenharia Química

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