ENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS A Cecília Vilani Email: [email protected] cvilani@ Horário: Seg...
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ENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS AENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS A
Cecília Vilani Cecília Vilani
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Horário: Seg / Qua 13-15h / Sala L 408 Horário: Seg / Qua 13-15h / Sala L 408
Horário de atendimento ao aluno: Terça-feira 13h-15hHorário de atendimento ao aluno: Terça-feira 13h-15hCasa 21- Vila dos Diretórios – Lab. Próximo a sala prof. ChicoCasa 21- Vila dos Diretórios – Lab. Próximo a sala prof. Chico
Número de créditos: 4Número de créditos: 4
PP1 1 = =
PP22 = P = PFinal Final ==
A indústria química recebe a(s) matéria(s) prima(s) e gera(m) o(s) produto(s)A matéria prima pode ser convertida: sofrendo transformação física sofrendo transformação química
Essa transformação exige diversas etapas
(ex.:reação, separação, aquecimento, resfriamento, evaporação)O conjunto de etapas (seqüência) constitui o Processo Químico
Um processo químico é um conjunto de ações executadas em etapas- envolvem modificações da composição química, (e/ou modificações físicas) ou de outra natureza, no material (ou materiais) que é (são) ponto de partida (matérias primas) para se obter o produto ou os produtos finais (ou acabados).
O conjunto dos equipamentos interligados constitui a Planta Industrial.
Classificações do Processo Químico
TRATAMENTO
REAÇÃO SEPARAÇÃO
PURIFICAÇÃO
MPMP
MP
SPR
MP
P
P R
R
SPR
P
MP – Matérias primas / Reagentes P – Produto final ou intermediárioSP – Subprodutos (menor valor) ou coprodutos (maior valor)R – Resíduos ou impurezas (subprodutos sem valor agregado)
O engenheiro A. D. Little (1915) apresenta um
conceito interessante para as operações
unitárias:
“Qualquer processo químico, em qualquer
escala, pode ser decomposto numa série
estruturada de etapas do que se podem
denominar, operações unitárias, como
moagem, homogeneização, aquecimento,
calcinação, absorção, condensação, lixiviação,
cristalização, filtração, dissolução, eletrólise,
etc.”
Operações individuais - operações unitárias
Operações Físicas
Eventualmente podem envolver reações químicas
- Permite o Engenheiro Químico:
Escolher e criar equipamentos para o processo
Dimensionar equipamentos para novas instalações
Verificar capacidades e condições de operações de
equipamentos
Especificar equipamentos ( materiais, sentido de fluxo, detalhes
internos, meios de controle, localização na planta, etc).
1 OPERAÇÕES MECÂNICAS
1.1 – Operações envolvendo sólidos granulares
Fragmentação de sólidos;
Transporte de sólidos;
Mistura de sólidos;
1.2 - Operações com sistemas contendo sólidos
Sólidos de sólido;
Peneiramento
Separação hidráulica (arraste – elutriação)
Sólido de líquidos;
Decantação
Flotação (borbulhamento de ar)
Floculação (sulfato de aluminio – aglutinação – flocos)
Separação centrífuga
Filtração
Hidrociclones
Sólidos de gases
Ciclones
Filtração (para gases - filtros manga)
2 – OPERAÇÕES COM TRANSFERÊNCIA DE CALOR
Aquecimento e resfriamento de fluidos
Evaporação e Cristalização
Secagem
3 – OPERAÇÕES COM TRANSFERÊNCIA DE MASSA
Destilação
Extração líquido-líquido
Absorção de Gases
2 e 3 não pertencem à ementa de OPA
EMENTA ENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS AEMENTA ENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS A
Caracterização de partículas e sistemas particulados.
Dinâmica da interação sólido-fluido.
Elutriação.
Câmara de poeira.
Ciclones.
Hidrociclones.
Escoamento em Meios Porosos
Filtração sólido-líquido.
Sedimentação.
Fluidização.
AULA Nº DATA
DESCRIÇÃO
1 12/08
Apresentação da estrutura do curso Sólidos Particulados – caracterização: amostragem, densidade, tamanho, formas, diâmetro equivalentes, diâmetros estatísticos, volumes equivalentes
2 14/08(continuação) Sólidos Particulados – caracterização: esfericidade, superfícies, circularidade, fragilidade, número de partículas, porosidade, picnometria
3 19/08Peneiramento, análise granulométrica – distribuição do tamanho de partícula, distribuição de frequência,
4 21/08
(continuação) Modelos estatísticos: distribuição cumulativa, distribuição normal, distribuição Log-Normal, distribuição Rosin-Tammler-Bennett, distribuição Gates-Gaudin-Schulmann, distribuição sigmóide, modelo de Weibull.
5 26/08(continuação) Modelos estatísticos: distribuição Gates-Gaudin-Schulmann, distribuição sigmóide, modelo de Weibull
6 28/08Interação partícula – fluido:Dinâmica, velocidade terminal da partícula, correlações para determinar velocidade terminal da partícula
AULA Nº DATA
DESCRIÇÃO
7 02/09
(continuação) Interação partícula – fluido: Trabalho de Stokes, diâmetro de Stokes, coeficiente de arraste e Reynolds
8 04/09(continuação) Interação partícula – fluido: efeitos simultâneos que influenciam a interação partícula – fluido
9 09/09
Eficiência de coleta e diâmetro de corte
10 11/09
Sistemas diluídos: Elutriação: Princípio de funcionamento
11 16/09Câmera de Poeira: Princípio de funcionamento
AULA Nº
DATADESCRIÇÃO
12 18/09(continuação) Câmera de poeira: Avaliação, eficiência de coleta e projeto da câmera de poeira.
13 30/09 Ciclone: Princípio de funcionamento, tipos de ciclones
14 02/10 Ciclone: Eficiência de coleta e projeto de ciclone
15 07/10(continuação) Ciclone: Eficiência de coleta e projeto de ciclone.
16 09/10Hidrociclone: Princípio de funcionamento, tipos de hidrociclones.
17 16/10(continação) Hidrociclone: eficiência de coleta, avaliação e projeto de hidrociclone.
18 21/10 1a PROVA
19 23/10Centrífuga: Princípio de funcionamento, tipo de centrífugas, projeto de centrífuga
AULA Nº
DATADESCRIÇÃO
20 28/10
Sistemas ConcentradosEscoamento em meios porosos: Equação da Continuidade e a Equação do Movimento via Mecânica do Contínuo, Equação de Darcy e determinação dos parâmetros de permeabilidade e geométricos
21 30/10
(continuação) Escoamento em meios porosos: Correlações empíricas para determinação de parâmetros de permeabilidade e geométricos, Meios porosos e Equação de Bernoulli.
22 04/11 Filtração: Princípio de funcionamentos e tipos de filtros
23 06/11 (continuação) Filtração: Projeto e avaliação
24 11/11 (continuação) Filtração: Projeto e avaliação
25 13/11 Sedimentação: Princípio de funcionamentos
26 18/11 Sedimentação: Princípio de funcionamentos
27 25/11 Fluidização: Princípio de funcionamentos
AULA Nº DATA
DESCRIÇÃO
28 27/11 Fluidização: Continuação
29 02/12 2a PROVA
30 09/12 PROVA FINAL
BIBLIOGRAFIA ENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS BIBLIOGRAFIA ENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS A A
MCCABE, W. L.; SMITH, J.C.; HARRIOTT, P. Unit Operations of Chemical Engineering 7th edition; New York: McGraw-Hill, 2005.
MASSARANI, G. Fluidodinâmica em Sistemas Particulados; Rio de Janeiro: e-Papers, 2002.
Perry, R.H.; and Green, D.W. Chemical Engineering Handbook. 5a edição. McGraw-Hill, New York. 1999
CREMASCO, M. A. Operações Unitárias em sistemas particulados e fluidomecânicos; São Paulo, Blucher, 2012.
Allen, T. ; Particle Size Measurement. 3a edição. Chapman and Hall, 1981.
Coulson, J.M. and Richardson, J.F. :Chemical Engineering, vol. 2 3a edicao. Pergamon Press, Oxford, 1978.
Svarovsky, L.; Solid-Gas Separation. Elsevier Scientific P. Co. 1981.
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR ENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS A BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR ENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS A
FOUST, Alan S.; WENZEL, Leonard A.; CLUMP, Curtis W.; MAUS, Louis; ANDERSEN, L. Bryce. Princípios das Operações Unitárias. Rio de Janeiro, 1983, Guanabara Dois. 2ª ed.