Publicação em Diário da República: Despacho n.º 15239/2016 - 19/12/2016
5 ECTS; 2º Ano, 1º Semestre, 30,0 T + 30,0 TP , Cód. 814214.
Docente(s)
- Henrique Joaquim de Oliveira Pinho (1)(2)
(1) Docente Responsável
(2) Docente que lecciona
Pré-requisitos
Não aplicável.
Objetivos
Desenvolver as competências necessárias à elaboração de balanços de massa e de energia. Saber criar e interpretar diagramas de processo. Identificar variáveis e relações de processo. Resolver balanços de massa e de energia em processos com e sem reação. Decidir e definir estratégias de resolução.
Programa
1. Balanços de massa
1.1. Fundamentos dos balanços de massa:
1.1.1. Equações de conservação de massa;
1.1.2. Estado estacionário e estado transiente;
1.1.3. Balanços com e sem reação química;
1.1.4. Definição e uso de base de cálculo;
1.1.5. Metodologia de resolução de balanços de massa;
1.1.6. Resolução por via sistemática e por via não sistemática;
1.1.7. Processos que envolvem reciclagem, purga e by-pass;
1.1.8. Utilização de substâncias de ligação.
1.2. Definição, cálculo e estimativa de variáveis de processo:
1.2.1. Composição e caudais de correntes de processo;
1.2.2. Processos que envolvem sólidos, líquidos, misturas, soluções e suspensões;
1.2.3. Processos que envolvem gases ideais, gases reais, misturas de gases e vapores.
2. Balanços de massa com reação química:
2.1. Equação de reação e estequiometria. Método de recurso ao balanço aos átomos;
2.2. Reagente limitante e reagentes em excesso;
2.3. Grau de conversão e extensão das reações. Rendimento e seletividade.
3. Balanços de energia:
3.1. Fundamentos dos balanços de energia;
3.2. Formas de energia e equação de conservação de energia;
3.3. Influência da pressão e da temperatura na energia interna e entalpia;
3.4. Capacidade calorífica de gases, de líquidos e de sólidos;
3.5. Processos com mudança de estado;
3.6. Metodologia de resolução de balanços de energia.
4. Balanços de energia em processos com reação química:
4.1. Definição e estimativa da entalpia de reação. Lei de Hess;
4.2. Reações de combustão e reações de formação;
4.3. Metodologia de resolução de balanços de energia com reação química.
5. Tópicos avançados: Casos particulares de Balanços de Massa e de Energia:
5.1. Efeitos de não idealidade nos balanços de massa e de energia;
5.2. Introdução à resolução de balanços de massa e de energia em processos por andares;
5.3. Balanços de massa e de energia em estado transiente.
Metodologia de avaliação
Teste escrito, com consulta dos documentos de apoio.
A aprovação obtém-se com nota igual ou superior a 10 valores.
Bibliografia
- Felder, R. e Rousseau, R. e Bullard, L. (2016). Felder's Elementary Principles of Chemical Processes. London: Wiley
- Himmelblau, D. e Riggs, J. (2022). Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering. New York: Prentice-Hall
- Pinho, H. (2021). Documentos de apoio de BME. Tomar: IPT (www.e-learning.ipt.pt)
Método de Ensino
Aulas teóricas com exposição dos fundamentos dos balanços de massa e de energia e resolução de exercícios de exemplo.
Aulas teórico-práticas em que se propõe e auxilia a resolução de exercícios pelos estudantes.
Software utilizado nas aulas
Folha de cálculo e aplicações de resolução de sistemas de equações.
Aprovado em Conselho Técnico Cientifico: 11 de dezembro de 2024
Download da Ficha da Unidade Curricular (FUC)
