MODELAGEM PARA CÁLCULO DA CONCENTRAÇÃO SALINA EM TANQUES OPERANDO EM SÉRIE

UNIVERSIDADE FEDERAL DA FRONTEIRA SUL
Seminários de Cálculo IV – Engenharia Ambiental
Chapecó, 1o semestre de 2014

MODELAGEM PARA CÁLCULO DA CONCENTRAÇÃO SALINA EM
TANQUES OPERANDO EM SÉRIE1
André Matias Fideles, Engenharia Ambiental, [e-mail].
Manuella de Morais, Engenharia Ambiental, [e-mail].
Resumo:
Um tipo de problema muito comum da área de química consiste em efetuar um balanço de massa de um sistema aberto
(um reator químico, por exemplo). Neste artigo será demonstrado como pode ser solucionado um problema em que é possível descobrir a concentração salina de um tanque em um determinado período. Nota-se que após alteração e análise dos dados do sistema através das simulações que foram implementadas no programa Scilab 5.4.1 que é possível dimensionar os tanques através da modelagem matemática de sistemas de E.D.O de forma a atender as necessidades do projeto em determinar a concentração após um tempo variável, percebe-se também que após determinado tempo, a concentração dos tanques tende a estabilizar.

Palavras-Chave:
Concentração salina, sistemas de E.D.O’s, tanques em série.

Introdução
A modelagem matemática é facilmente aplicada nas áreas de engenharia, física, química, etc., pois é a área que estuda a simulação de sistemas, a fim de prever o seu comportamento. O principal método de modelagem é realizado via equações diferenciais ordinárias (FUSINATO, 2013).
Na Ilustração 1, é apresentado o esquema de funcionamento do sistema, que apresenta dois tanques operando em série para a mistura de soluções salinas.

Figura 1 - Esquema de funcionamento do sistema

Onde gramas/litro e

são vazões em litro/segundo, são a quantidade de sal em gramas.

são volumes em litro,

é a concentração inicial em

Supondo que no tempo o tanque contenha uma mistura de litros de água com de sal. O tanque no tempo , contém um volume litros de água com de sal dissolvidos. A partir disso, faz-se entrar no