Disciplina detalhes

Conhecimentos de Base Recomendados

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Objetivos

A unidade curriculcar de Reatores Químicos tem como objetivos a apresentação de tópicos de nível intermédio e avançado relativos aos critérios de seleção e dimensionamento dos diversos tipos de reatores ideais e reais. Após a aprovação na unidade curricular, o estudante deverá possuir a capacidade de identificar os parâmetros importantes nos critérios de seleção de reatores químicos e dimensionar diferentes tipos de reatores; Calcular tempos espaciais e distribuição de tempos de residência nos reatores químicos e determinação de causas para desvio ao comportamento ideal dos reatores
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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.Introdução aos reactores químicos.
2.Balanço energia da transformação química. Cinética Química. Tempo de meia vida. 3.Critérios de selecção de reactores. Principais características de um reactor. Reactores homogéneos, descontínuos e contínuos. Comparação dos diferentes tipos de reactores. Formulação de balanços massa e energia. Tempo de residência e tempo espacial. Dimensionamento e classificação dos agitadores.
4. Balanços massa e energia, equação característica, dimensionamento em condições isotérmicas, adiabáticas e aplicações indústriais a: a) Reactores descontínuos monofásicos em regime transiente. b) Reactores contínuos tubulares. c) Reactores contínuos perfeitamente agitados CSTR. Associação em série de reactores contínuos
5. Distribuição dos tempos de residência. Causas de desvios ao comportamento ideal dos reactores função DTR para reactores PFR e CSTR em série. Modelização dos reactores com a função DTR; Modelo de segregação; Modelo de máxima mistura.

Demonstração de conteúdos

conteúdo desta UC visa a abordagem dos conceitos necessários para o projeto de reatores tendo como objetivos a capacidade de identificação de parâmetros importantes nos critérios de seleção de reatores e dimensionamento de diferentes tipos de reatores, bem como calcular tempos espaciais e DTR e determinação/modelação de causas para desvio ao comportamento ideal.
No 1º e 2º cap faz-se uma pequena introdução aos reatores bem como a alguns conceitos de cinética química necessária para o dimensionamento dos reatores. No 3º cap serão lecionados os conceitos de seleção de reatores e conceitos específicos para o seu dimensionamento. No 4º cap são lecionadas vários tipos de reatores e equações para a execução de balanços mássicos e energéticos nos diferentes tipos de reatores abordados quando apresentam um comportamento ideal. Finalmente, uma abordagem aos desvios ao comportamento ideal de reatores será lecionada, com enfase para a função de DTR e modelação recorrendo à DTR.

Demonstração da metodologia

Nesta unidade curricular objetiva-se que os estudantes adquiram conhecimentos de dimensionamento de reatores, sendo estes conteúdos essenciais para um curso de Tecnologias do Petróleo.
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 que os conhecimentos sejam consolidados é necessário que um número apreciável de resoluções de problemas aplicados seja realizado pelo docente e individualmente pelos estudantes, sendo esta a razão para que um número significativo de aulas de natureza prática seja concretizado.

Docente(s) responsável(eis)

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Métodos de Avaliação

Bibliografia

A. M. Nunes dos Santos; Reactores Químicos, vol I, Fundação Calouste Gulbenkian, 1990. ISBN: 9723105195
H. Scott Fogler; Elements of Chemical Reaction Engineering, 4rd edition, Prentice-Hall,, 2006. ISBN: 9788521613152
M. Smith; Chemical Engineering Kinetics,, McGraw-Hill, 1981
F. Lemos, J. M. Lopes, F. Ramôa Ribeiro; Reactores Químicos, Colecção Ensino da Ciência e Tecnologia, IST, 2002