Operações Sólido-Fluido

Objectivos

Nesta disciplina pretende-se estudar algumas operações unitárias da industria química/bioquímica e tecnologias associadas  envolvendo sólidos divididos e fluidos. Exemplos destas operações unitárias são a filtração, centrifugação, limpeza de gases, sedimentação e fluidização. Dá-se particular ênfase à interpretação fenomenológica dos processos, à modelação matemática e ao projecto e optimização de equipamento.

 

Caracterização geral

Código

10681

Créditos

6.0

Professor responsável

Rui Manuel Freitas Oliveira

Horas

Semanais - 4

Totais - 91

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Nenhum

Bibliografia

  • J.M. Coulson and J.F. Richardson, Chemical Engineering, II Vol., 2ª Ed., 1965, Pergamon Press, London
  • J. P. K. Seville, U. Tüzün and R. Clift, Processing particulate solids, 1ª Ed., 1997, Blackie Academic & Professional, London, UK, ISBN: 0751403768
  • Philip A Schweitzer, Handbook of Separation Techniques for Chemical Engineers, 3ª Ed, 1996, McGraw-Hill, New York, NY, ISBN: 0070570612
  • Albert Rushton, Anthony S. Ward, Richard G. Holdich, Solid-Liquid Filtration and Separation Technology (Hardcover), 2ª Ed, 2000, Wiley-VCH, Germany

Método de ensino

Nesta disciplina leccionam-se as matérias teóricas em duas aulas semanais de 1 hora cada. Nas aulas teórico-práticas (2,5 horas por semana) e acompanhamento (2 hora por semana de acompanhamento), o estudo é mais orientado para resolução de problemas.

Método de avaliação

1) AVALIAÇÂO CONTÍNUA:

A - Serão efectuados 3 testes

        Nota final testes = média aritmética dos 3 testes

        Para aproveitamento o mínimo da nota final testes é 9,5 e a nota mínima do teste 1 é 7,5

Nota final

      Nota final "avaliação contínua" =  A (nota final testes)

2) EXAME FINAL

B - Nota de exame final

       Para aproveitamento a nota mínima de exame final é 9,5

Nota final

       Nota final por "exame final" = B (Nota de exame final) 

Conteúdo

  1. Caracterização de partículas: distribuição de tamanhos baseados em número, peso e área superficial. Tamanho médio baseado em número e peso. Efeito de forma. Métodos experimentais para a análise de tamanho de sólidos.
  2. Redução do tamanho de sólidos. Mecanismos para a redução de tamanhos. Dinâmica da distribuição de tamanhos. Energia para a redução de tamanhos. Equipamento para a redução de tamanhos.
  3. Movimento de partículas num fluido. Caracterização do escoamento em torno duma esfera. Fluxo laminar e turbulento. Lei de Stokes. Atrito superficial e de forma. Velocidade terminal de queda. Extensão ao caso de partículas não esféricas. Movimento transiente de partículas. Movimento vertical acelerado.
  4. Sedimentação: sedimentação livre e dificultada. O processo de espessamento. Dimensionamento de sedimentadores.
  5. Escoamento em colunas de enchimento: Caracterização do escoamento em colunas de enchimento. Caracterização de enchimentos. Cálculo de factores de atrito e queda de pressão. Extensão a colunas de vácuo. Projecto económico de colunas de enchimento. Transporte de massa e energia.
  6. Fluidização: descrição do fenómeno de fluidização. Fluidização em líquidos e gases. Comportamento de bolha. Elutriação. Cálculo da velocidade de fluidização mínima, Cálculo da expansão do leito, Estimativa da área superficial necessária para transporte de calor.
  7. Centrifugação: Tipos de centrífugas. Projecto mecânico. Pressão do fluido e forma da superfície do liquido. Separação de dois líquidos. Separação sólido-líquido. Filtração usando centrífugas. Cálculo da eficiência de separação.
  8. Filtração: Teoria da filtração. A equação da filtração. Resistência do bolo e do pano de filtração. Bolos compressíveis e incompressíveis. Equipamento de filtração. Projecto de filtros de prensa e caixilhos. Projecto de filtros de vácuo rotativos.
  9. Limpeza de gases: Projecto de ciclones. O modelo do corte teórico. Eficiência de separação. Queda de pressão. Precipitadores electrostáticos.

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: