Engenharia dos Processos e Sistemas

Matemática, Álgebra, Processos de Separação, Engenharia das Reacções.

Ensino teórico baseado na apresentação de tópicos de matéria oralmente. Ensino prático baseado na resolução de problemas.

Dotar os discentes da capacidade de:

1. Formular o modelo de um sistema/processo de interesse no âmbito da Engenharia Química/Biológica;
2. Resolvê-lo por recurso a ferramentas analíticas orientadas para a solução de EDOs;
3. Resolvê-lo por recurso a metodologias de análise numérica;
4. Formular um sistema na forma de espaço de estados e entender a evolução dinâmica;
5. Analisar e fazer troubleshooting de sistemas típicos de primeira e segunda ordens através do uso de Transformadas de Laplace;
6. Analisar sistemas de controlo feedback.

1. Módulo de Modelação

1. Modelação: Definições de modelo
2. Tipos e usos de modelos
3. Modelos de parâmetros globais
4. Modelos de parâmetros distribuídos
5. Balanços de extensidade: massa, energia e momento
6. Relações constitutivas adicionais
7. Definição de estados, entradas e saídas num contexto físico e num contexto sistémico

2. Módulo de Métodos Numéricos

1. Solução de Equações Diferenciais Ordinárias pelo uso de software dedicado
2. Solução analítica de EDOs (separáveis, lineares e homogéneas)

3.Módulo de Análise de Sistemas

1. Introdução às transformadas de Laplace
2. Teoremas do valor final e do valor inicial
3. Inversão de dinâmicas
4. Noção de função transferência
5. Análise de sistemas de primeira ordem – Respostas a diferentes tipos de perturbações
6. Parametrização de sistemas de 1ª ordem com base em dados experimentais
7. Parametrização com base na resposta dinâmica
8. Análise de sistemas de ordem elevada – Respostas a diferentes tipos de perturbações
9. Caracterização com base no factor de amortecimento
10. Efeito da localização dos pólos e dos zeros da função transferência na dinâmica
11. Parametrização de sistemas de 2ª ordem com base em dados experimentais

4. Módulo de Análise de sistemas de controlo feedback

1. Elementos do anel
2. Resposta dinâmica do anel em ciclo aberto
3. Resposta dinâmica do anel em ciclo fechado

NAO

1. Bequette, B.W., “Process Dynamics – Modeling, Analysis and Simulation”, Prentice Hall PTR, Upper Saddle River, N.J. (1998)
2. Biran, A., Breiner, M., “Matlab 5 for Engineers”, Addison Wesley, Dorchester (1999)
3. Cutlip, M.B., Shacham, M., “Problem solving in Chemical Engineering with Numerical Methods”, Prentice Hall PTR, Upper Saddle River, N.J. (1999)
4. Gerald, C.F., Wheatley, P.O., “Applied Numerical Analysis”, 5th Ed., Addison-Wesley Publishing Company, N.Y (1994)
5. Rice, R.G., Do, D.D., “Applied mathematics and modeling for chemical engineers”, John Willey & Sons, Inc., N.Y (1995)
6. Contantinides, A., Mostoufi, N., “Numerical Methods for Chemical Engineers with Matlab Applications”, Prentice Hall PTR, Upper Saddle River, N.J. (1999)
7. Duarte, B.P.M., “Apontamentos de Engenharia dos Processos e Sistemas”, ISEC, Coimbra (2013)