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Tipo: Tese
Data do documento: 8-Nov-2019
Autor(es): ROCHA, Adriano Santos da
Afiliação do(s) Autor(es): IFPA - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará,
Primeiro(a) Orientador(a): CHAVES NETO, Antonio Maia de Jesus
Título: . Predição das propriedades termodinâmicas do biodiesel e diesel comum, suas blendas e efeitos de aditivos via teoria do funcional da densidade e ensemble canônico.
Título(s) alternativo(s): Prediction of the thermodynamic properties of soybean biodiesel, rapeseed, ordinary diesel and its blends, and additive effects with DFT and canonical ensemble
Citar como: ROCHA, Adriano Santos da. Predição das propriedades termodinâmicas do biodiesel e diesel comum, suas blendas e efeitos de aditivos via teoria do funcional da densidade e ensemble canônico. Orientador: Antonio Maia de Jesus Chaves Neto. 2019. 82 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia) - Instituto de Tecnologia, , Universidade Federal do Pará, Belém, 2019. Disponível em:https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16895 . Acesso em:.
Resumo: Neste estudo, analisamos as propriedades termodinâmicas do biodiesel de soja, a fonte de biodiesel mais utilizada entre os maiores consumidores do mundo, e o biodiesel de colza, uma fonte com emprego expressivo na União Européia e aditivos de biodiesel. Também foi realizado o estudo do diesel comum a fim de simular as situações em que esse combustível se encontra em misturas a diferentes concentrações de blendas de biodiesel. O trabalho tem como objetivo o levantamento das propriedades termodinâmicas dos combustíveis citados. Baseando-se, quando possível, em resultados experimentais para validar a expansão dos resultados teóricos e apontar a metodologia mais apropriada para esse tipo de abordagem. Com essa finalidade, foram realizadas simulações computacionais com suporte teórico na Teoria do Funcional da Densidade combinada com o modelo do ensemble canônico. O funcional empregado nas simulações foi do tipo B3LYP com bases 6-31+(d) e 6-311+g(d), além do método composto CBS-QB3. Todos os métodos empregados resultaram em baixos erros relativos na comparação entre resultados téoricos com os experimentais, além de não exibirem frequências negativas durante o cálculo dessa grandeza. O menor erro relativo foi encontrado com o método B3LYP/6-311+g(d), com valor de 0.15% para a combustão do ordinary diesel. Em relação aos biocombustíveis, o mesmo método forneceu 0.48% de erro relativo na combustão do rapeseed biodiesel como melhor resultado. Em relação aos efeitos da temperatura sobre esses combustíveis, os resultados mostraram que os dois tipos de biodiesel são menos suscetíveis ao aquecimento do que o ordinary diesel em todos os pontos calculados, sempre demandando mais energia para elevar sua temperatura. Os resultados nos aditivos mostraram que o antioxidante pirogalol que mais interfere nas propriedades do biodiesel
Abstract: In this study, we analyzed the thermodynamic properties of soy biodiesel, the most widely used biodiesel source among the world's largest consumers, and rapeseed biodiesel, a source with significant employment in the European Union and biodiesel additives. Also, the study of ordinary diesel was carried out to simulate the situations in which this fuel is in mixtures with different concentrations of biodiesel blends. The objective of this work is to study the thermodynamic properties of the fuels mentioned. Based, where possible, on experimental results to validate the expansion of theoretical results and point out the most appropriate methodology for this type of approach. To this end, computational simulations were carried out with theoretical support in the Density Functional Theory combined with the canonical ensemble model. The functional used in the simulations was type B3LYP with bases 6-31 + (d) and 6-311 + g (d), in addition to the composite method CBS-QB3. The calculated enthalpy values are higher in the biofuels in relation to diesel and the same happened with Entropy. When we analyze the change of Gibbs Free Energy, the largest variations were noted for biofuels. The coefficient of adiabatic expansion revealed lower degrees of freedom until 400 K temperature in both types of biodiesel, from that point all fuels have the same behavior for this property. The lowest relative error was found with the B3LYP/6-311 +g(d) method, with a value of 0.15% for the combustion of ordinary diesel. In relation to biofuels, the same method provided 0.48% relative error in the combustion of rapeseed biodiesel as the best result. Regarding the effects of temperature on these fuels, the results showed that both types of biodiesel are less susceptible to heating than ordinary diesel at all calculated points, always requiring more energy to raise their temperature. The results in the additives showed that the antioxidant pyrogallol that most interferes in the biodiesel properties.
Palavras-chave: Biodiesel
Entalpia
DFT (Teoria do funcional da densidade)
Propriedades da termodinâmica
Biodiesel
Enthalpy
DFT (Density Functional Theory)
Tthermodynamic properties
Área de Concentração: USO E TRANSFORMAÇÃO DE RECURSOS NATURAIS
Linha de Pesquisa: ENGENHARIA DE PROCESSOS
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Pará
Sigla da Instituição: UFPA
Instituto: Instituto de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Fonte URI: Disponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br
Fonte: 1 CD-ROM
Aparece nas coleções:Teses em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (Doutorado) - PRODERNA/ITEC

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