Em termos dos conceitos da Engenharia de Sistemas, entender sistemas complexos através da conectividade entre “nós”, ou seja, entre as funções em um sistema de equações, e entre os equipamentos em uma simulação de fluxograma de processos, utilizando o estudo de graus de liberdade e de grafos com sinais. Utilizando um conteúdo altamente estruturado, descrever metodologias para entender que simulação de processos é técnica e arte de resolver problemas de modelagem de processos da Indústria Química.

Goals: 

To understand the conectivity between the functions of a system of equations and between the equipment in a simulation of process chart flow through the study of the degrees of freedom and signal grafs.

1. Introdução. Planejamento. Estequeometria de Reações. Métodos sistemáticos de invariantes de reações e balanços de moles.
2. Modelo representado por equaçõe algébricas não-lineares. Técnica de solução simultânea das equações. Técnica modular seqüencial. Critérios de convergência. Critérios de aceleração de solução.
3. Introdução aos graus de liberdade. Exemplo de Tambor de Flash. Método de reorganização da seqüência de cálculos. Método de destacamento e partição. Sinais de grafos. Exercícios.
4. Balanços de massa e energia como paradigmas de Modelos em Engenharia de Processos. Exemplo através do clássico problema de Cavett.
5. Modelo representado por equações diferenciais ordinárias. Técnica de solução simultânea das equações. Técnica modular seqüencial.
6. Descrição do fluxograma de Williams-Otto em regimes estacionário e dinâmico, e a análise de graus de liberdade. Montagem dos exemplos desenvolvidos em Matlab no simulador. Comparação dos resultados.
7. Dinâmica de sistemas complexos em fluxograma de processos. Descrição do problema de Tennessee Eastman Kodak.
8. Simulador Comercial de Processos FDR. Um estudo de caso com simulador Unisim ou Hysys.
9. Modelos termodinâmicos. Comparação das predições de ELV.
10. Análise da simulação e de revisão de estudos de casos.

Abstract:

1. Introduction to Process Simulation. Reaction Stoichiometry. Reaction Invariant modelling and molar balances.
2. Model represented by non-linear algebraic equations. Simultaneous solving techniques for algebraic equations system. Sequential modular solving techniques Convergence criterion. 
3. Degree of Freedom. Multicomponent Flashing. Ordering for the calculation of the equations. Tearing and partition methods. Signed DiGraphs.
4. Material and Energy Balances is the paradigm of Chemical Process Engineering Modelling. .Classic  Cavett´s problem.
5. Ordinary Differential Equations for Chemical Process Modelling. Simultaneous Methods. Modular Sequencial Methods.
6. Dynamics systems on chemical process simulation. Williams-Otto Process and his degree of freedom analysis by steady state model. Dynamic Modelling.
7. Dynamics of complex systems represented by process flowsheeting. Simulation of Tennessee Eastman Kodak. Problem.
8. FDR simulators. Introduction to Unisim, Hysys, Aspen, and Cadsim.
9. Thermodynamical Models. Predicting LVE.
10. Case studies. Simulation results analysis. 

1. Introdução. Planejamento. Estequeometria de Reações. Métodos sistemáticos de invariantes de reações e balanços de moles.
2. Modelo representado por equaçõe algébricas não-lineares. Técnica de solução simultânea das equações. Técnica modular seqüencial. Critérios de convergência. Critérios de aceleração de solução.
3. Introdução aos graus de liberdade. Exemplo de Tambor de Flash. Método de reorganização da seqüência de cálculos. Método de destacamento e partição. Sinais de grafos. Exercícios.
4. Balanços de massa e energia como paradigmas de Modelos em Engenharia de Processos. Exemplo através do clássico problema de Cavett.
5. Modelo representado por equações diferenciais ordinárias. Técnica de solução simultânea das equações. Técnica modular seqüencial.
6. Descrição do fluxograma de Williams-Otto em regimes estacionário e dinâmico, e a análise de graus de liberdade. Montagem dos exemplos desenvolvidos em Matlab no simulador. Comparação dos resultados.
7. Dinâmica de sistemas complexos em fluxograma de processos. Descrição do problema de Tennessee Eastman Kodak.
8. Simulador Comercial de Processos FDR. Um estudo de caso com simulador Unisim ou Hysys.
9. Modelos termodinâmicos. Comparação das predições de ELV.
10. Análise da simulação e de revisão de estudos de casos.

Syllabus - PQI2408 - Simulation of the Processes of the Chemical Industry.	

1. Introduction to Process Simulation. Reaction Stoichiometry. Reaction Invariant modelling and molar balances.
2. Model represented by non-linear algebraic equations. Simultaneous solving techniques for algebraic equations system. Sequential modular solving techniques Convergence criterion. 
3. Degree of Freedom. Multicomponent Flashing. Ordering for the calculation of the equations. Tearing and partition methods. Signed DiGraphs.
4. Material and Energy Balances is the paradigm of Chemical Process Engineering Modelling. Classic  Cavett´s problem.
5. Ordinary Differential Equations for Chemical Process Modelling. Simultaneous Methods. Modular Sequencial Methods.
6. Dynamics systems on chemical process simulation. Williams-Otto Process and his degree of freedom analysis by steady state model. Dynamic Modelling.
7. Dynamics of complex systems represented by process flowsheeting. Simulation of Tennessee Eastman Kodak. Problem.
8. FDR simulators. Introduction to Unisim, Hysys, Aspen, and Cadsim.
9. Thermodynamical Models. Predicting LVE.
10. Case studies. Simulation results analysis.