Disciplina detalhes

Conhecimentos de Base Recomendados

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Objetivos

A UC de Processos Químicos tem como objetivo o desenvolvimento de cálculos matemáticos simples de forma a quantificar a transformação de matérias-primas em produtos finais, dando também importância ao consumo ou produção de energia. Ao longo desta unidade curricular, o estudante deverá adquirir as seguintes competências: - Aplicar balanços de massa e energia a operações unitárias e processos químicos com múltiplas etapas. - Classificar e determinar calores sensíveis, calores latentes e calores de reação. - Aplicar balanços combinados de massa e de energia a qualquer processo. - Resolver problemas que envolvam balanços de massa e de energia em estado não estacionário.
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Métodos de Ensino

Aulas teórico-práticas onde se recorre à técnica expositiva para expor os conceitos propostos estimulando o raciocínio e o espírito crítico dos estudantes. Para além disso, propõe-se aos mesmos, de uma forma autónoma, a resolução de exemplos práticos da aplicação dos conceitos anteriormente expostos.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Sistemas de unidade e conceitos fundamentais. 2. Balanços de massa em processos sem e com reação química e estado estacionário. Balanços de massa sem Reação Química: Processos com múltiplas Operações Unitárias; reciclo e desvio. Balanços de Massa com reação química: reações múltiplas, rendimento e Seletividade; Balanços Moleculares e Atómicos; Separação do Produto, Reciclo e Purga; Combustão. 3. Balanços de energia em processos sem e com reação química e estado estacionário. Formas de Energia. Balanços em Sistemas Fechados e Abertos. Balanços energia sem Reação Química: Variação da Pressão a Temperatura Constante; Variação da Temperatura; Calor Sensível e Capacidade Calorífica; Processos com Mudança de Fase; Calores Latentes. Balanços Energia com Reação Química: Calores de Reação; Medida e Cálculo dos Calores de Reação; Reações de Formação e Calores de Formação; Combustão; Processos com condições de saída desconhecidas. 4. Balanços de massa e energia.

Demonstração de conteúdos

Nesta unidade curricular objetiva-se que os estudantes desenvolvam aptidões de cálculos matemáticos de forma a quantificar a transformação de matérias-primas em produtos finais, dando também importância ao consumo ou produção energia, sendo estes conteúdos essenciais para um curso de Tecnologias do Petróleo.
A unidade curricular encontra-se estruturada de forma a aumentar a complexidade dos componentes lecionados no decorrer do semestre. Assim, inicia-se o 1º capítulo com introdução a cálculos de
engenharia, de complexidade mais simples. No 2º aborda a temática dos balanços de massa, temática essencial para os 3º e 4º capítulos, onde para efetuar os balanços energéticos. Ao longo do semestre a complexidade das reações envolvidas nos processos industriais vai aumentando, quer com a introdução de parâmetros variáveis, quer na introdução de reações múltiplas, quer com a introdução de definições e parâmetros essenciais para a cinética química

Demonstração da metodologia

esta unidade curricular objetiva-se que os estudantes adquiram conhecimentos de cálculos de balanços de massa e energia, sendo estes conteúdos essenciais para um curso de Tecnologias do Petróleo, já que se perspetiva a lecionação de temas versando atividades químicas, sendo grande parte destes relacionados com a indústria de Petróleo e Gás.
Estes conteúdos básicos para serem apreendidos com rigor pelos estudantes, deverão ser lecionados de forma sólida e consistente, necessitando para o efeito que os conceitos básicos, sejam explanados convenientemente. Consequentemente é necessário que estes conteúdos sejam lecionados por exposição em aulas teóricas.
Para tal um número significativo de aulas de natureza prática terão que ser lecionadas, sendo esta a razão para o aumento do número de horas letivas proposto neste novo plano de estudos. Para além disso, existe um tempo de orientação tutorial (parte do horário de dúvidas), o qual serve para os estudantes fazerem alguns exercícios extra ou trabalhos/projetos.

Docente(s) responsável(eis)

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Métodos de Avaliação

Bibliografia

Felder, Richard M., Rousseau, Ronald W.,; Elementary Principles of Chemical Process, Jonh Wiley & Sons
Perry, Jonh H.,; Chemical Engineer’s Handbook, MaxGraw-Hill Book Comp
Geankoplis, Christie J; Transport Processes and Unit Opertions, Prentice-Hall Internationa Inc