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Dissertações de Mestrado Defendidas: 2008

Modelagem Termodinâmica de Fluidos Confinados através de uma extensão da Teoria de van der Waals Generalizada.

Autor: Leonardo Travalloni.
Orientadores: Frederico Wanderley Tavares, Marcelo Castier.

Resumo

Com base na Teoria de van der Waals Generalizada, uma equação de estado cúbica (a equação de van der Waals) foi estendida para descrever o comportamento de fluidos confinados em materiais porosos. Cada poro foi considerado como um cilindro de superfície contínua e homogênea. As moléculas de fluido foram consideradas esféricas, interagindo entre si (interação molécula-molécula) e com as paredes dos poros (interação molécula-parede) através de potenciais de poço quadrado.

Assumiu-se a hipótese de aditividade em pares para as partes atrativas dos potenciais de interação molécula-molécula e molécula-parede. A parte repulsiva desses potenciais foi modelada com base em dados da literatura referentes à compactação de esferas duras em cilindros. O efeito do tamanho de poro sobre as propriedades do fluido foi representado explicitamente no modelo, o que permite sua aplicação tanto a fluidos confinados como a fluidos não-confinados, propiciando uma descrição consistente de sistemas de adsorção. Foi obtida uma equação de estado contendo dois parâmetros ajustáveis, relacionados à interação molécula-parede. Esses parâmetros foram estimados a partir de dados experimentais de adsorção de fluidos puros em sólidos específicos. Cálculos preditivos da adsorção de misturas foram realizados apenas com base no ajuste do modelo aos dados de adsorção dos componentes puros.

O modelo deste trabalho se revelou capaz de descrever diversas formas de isoterma de adsorção e apresentou um bom desempenho na correlação da adsorção de fluidos puros. Um desempenho razoável foi observado para a previsão da adsorção de diferentes misturas binárias e uma mistura ternária, verificando-se que o modelo descreve adequadamente o comportamento de sistemas de adsorção ideais e não-ideais (incluindo sistemas azeotrópicos).