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H2OGRAPH - Software para cálculo das propriedades de água/vapor PDF Imprimir E-mail
Artigos - Técnicos

Está disponível para download o Software para cálculo das propriedades de água/vapor no sistema internacional - SI, desenvolvido por Nilton S. Oliveira Jr., aluno de Engenharia de Computação da Universidade Braz Cubas, sob orientação de Lamartine Guimarães, do Instituto de Estudos Avançados do Centro Técnico Aeroespacial (IEAv-CTA) Universidade Braz Cubas. Este Software auxilia na disciplina de Fenômenos de Transporte. Abaixo temos uma explicação sobre seu desenvolvimento bem como sobre suas funções.

Este software calcula propriedades de água/vapor no sistema internacional - SI. O cálculo das propriedades da água é baseado em pressão e temperatura. O software foi desenvolvido por Nilton S. Oliveira Jr., aluno de Engenharia de Computação da Universidade Braz Cubas, sob orientação de Lamartine Guimarães, do Instituto de Estudos Avançados do Centro Técnico Aeroespacial (IEAv-CTA) Universidade Braz Cubas. O desenvolvimento deste software faz parte do trabalho de Iniciação Científica do aluno Nilton. Este é uma versão adaptada do software de cálculo de propriedades da água escrito em FORTRAN por William Garland e Robert J. Wilson (versão 1.02) [1] e posteriormente modificado por J. Bartak (versão 1.03). As funções originais em FORTRAN foram convertidas para arquivos MEX do MATLAB [2]. A idéia inicial de escrever este software surgiu de uma atividade do curso de Fenômenos de Transporte, o qual Dr. Guimarães leciona. Neste curso são utilizados alguns modelos simples de geradores de vapor [3] que foram inicialmente desenvolvidos em MATLAB. Estes modelos utilizavam interpolações lineares para o cálculo das propriedades de água/vapor, estando limitados a intervalos de validade em temperatura e pressão. Ao converter as funções de cálculo de propriedades, de FORTRAN para MATLAB, foi possível integrar em um único ambiente os modelos de geradores de vapor e o cálculo de propriedades de água/vapor. Do ponto de vista do curso de Fenômenos de Transporte permitiu-se uma maior flexibilidade de uso das propriedades pelos estudantes. Contudo, a disponibilidade de uso das propriedades de água/vapor dentro do ambiente do MATLAB não se limita à sala de aula somente.

Através de um projeto de pesquisa, apoiado pelo CNPq, e realizado no Instituto de Estudos Avançados do CTA desenvolveu-se o SIstema MODular Integrado de Simulação - SIMODIS [4]. O SIMODIS é uma coleção de modelos pré desenvolvidos que individualmente ou acoplados permitem obter uma descrição do funcionamento de sistemas dinâmicos. Até o momento, é possível simular com os modelos do SIMODIS equipamentos de usinas nucleares do tipo rápido (REARA-60 [5]), térmico (PWR [6]), movimento orbital simples de satélites artificiais e outros tipos de reatores nucleares. O SIMODIS foi desenvolvido utilizando-se o ambiente ACSL [7] e, no caso de componentes de usinas nucleares, está apoiado em três pilares: modelos matemáticos que representam os próprios componentes, integradores numéricos fornecidos pelo ambiente ACSL e as funções que calculam as propriedades de água/vapor. Por razões que escapam ao interesse deste manual, decidiu-se que o SIMODIS deveria ser transportado do ambiente ACSL para o MATLAB. Os modelos independentes podem ser convertidos seqüencialmente. Contudo, os modelos de componentes de usinas nucleares precisam das rotinas de cálculo de propriedades de água/vapor para poderem funcionar. O trabalho de conversão destas rotinas, portanto é de fundamental importância para que o SIMODIS possa ser totalmente implementado em MATLAB.

Em conjunto com a implantação das rotinas de propriedades de água/vapor foi também desenvolvido uma interface gráfica, utilizando recursos do MATLAB e do Visual C++ 1.52 [8], que permitem uma completa visualização das propriedades calculadas. Esta interface, denominada H2OGRAPH (também disponível em versão independente do MATLAB), tem o propósito de tornar o trabalho de utilização independente das funções mais interativo e fácil. O programa original em FORTRAN é distribuído gratuitamente, assim como esta nova versão A observação relevante é que H2OGRAPH é um programa experimental, desta forma aprecia-se quaisquer comentários e sugestões que ajudem a aperfeiçoar este software.

 

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