Elementos de Engenharia Química I
Áreas Científicas |
Classificação |
Área Científica |
OFICIAL |
Ciências Tecnológicas (Engenharia Química) |
Ocorrência: 2011/2012 - 1S
Ciclos de Estudo/Cursos
Sigla |
Nº de Estudantes |
Plano de Estudos |
Anos Curriculares |
Créditos UCN |
Créditos ECTS |
Horas de Contacto |
Horas Totais |
MIEQ |
102 |
Plano de estudos oficial |
1 |
- |
6 |
56 |
162 |
Língua de trabalho
Português
Objetivos
A Engenharia Química é o projeto, construção e operação de Processos Químicos. Um Processo Químico é um conjunto de transformações físicas e/ou químicas que ocorrem em Unidades Processuais numa sequência bem definida. Pode considerar-se que o desenvolvimento de um processo químico se concretiza em duas fases: Síntese (que define o diagrama processual) e Análise (a avaliação quantitativa do processo). Balanço Material é a primeira etapa da fase de Análise de processos químicos.
OBJETIVOS:
- Identificar as operações unitárias que integram um processo químico e compreender os princípios fundamentais em que se baseiam;
- Compreender o funcionamento das principais peças de equipamento industrial;
- Distinguir entre síntese e análise de um processo químico;
- Fazer a contabilização de variáveis e equações do problema de balanço material para as diferentes unidades processuais;
- Resolver problemas de balanço material a processos químicos (compostos por um conjunto de unidades processuais e envolvendo reação química, separações, reciclagem e purga).
CONHECIMENTOS ANTERIORES:
Elementos de Állgebra (sobre sistemas de equações), métodos numéricos (em particular, a resolução e equações e sistemas de equações não-lineares) e alguma prática de folhas de cálculo computacionais;
COMPONENTES CIENTÍFICA/TECNOLÓGICA:
Componente científica (que fundamenta e desenvolve bases científicas): 20%;
Componente tecnológica (aplicada ao projeto e operação de processos): 80%.
RESULTADOS DE APRENDIZAGEM:
Depois desta unidade curricular, o estudante será capaz de:
- Compreender os princípios gerais que regem Processos Químicos;
- Compreender e interpretar Diagramas Processuais;
- Compreender os princípios de funcionamento das Unidades Processuais mais importantes em Processos Químicos;
- Formular o problema de Balanço Material a unidades processuais e a sistemas de unidades processuais em termos de sistemas de equações não-linear (contabilização de variáveis, equações e variáveis de projecto);
- Implementar a estratégia de resolução designada de Aproximação Modular;
- Utilizar de folhas de cálculo computacional para resolver problemas de balanço material a sistemas de unidades processuais.
Programa
I. Introdução: Definições. A Engenharia Química, o Processo Químico, Operações Unitárias e Unidades Processuais. Exemplos de unidades processuais. Síntese e Análise de processos químicos. Diagrama processual ou flowsheet.
II. Processos Químicos: Exemplos de processos químicos (a produção de álcool industrial; a dessalinização da água do mar);
III. Síntese de Processos Químicos: A fase da Síntese de processos químicos exemplificada pela resolução de um problema concreto;
IV. Balanços Materiais a Unidades Processuais (na ausência de reacção química): contabilização de variáveis e equações e identificação das variáveis de projecto. Balanços materiais a unidades de separação envolvendo equilíbrio de fases: Separação líquido-vapor, líquido-líquido e sólido-líquido.
V. Balanços Materiais a Processos com Reação Química: Estequiometria. Conversão de um reagente e Avanço de reações químicas. Equações de balanço material independentes. Situações envolvendo equilíbrio químico e estequiometria indeterminada.
VI. Balanços Materiais a Sistemas de Unidades Processuais: Processos envolvendo Reciclagem e Purga. A Abordagem Modular como estratégia de resolução de balanços materiais a sistemas de unidades processuais.
Bibliografia Obrigatória
João C. Bastos; Elementos de Engenharia Química I, Apontamentos das aulas, 2011
Bibliografia Complementar
Himmelblau, David Mautner 1923-;
Engenharia química. ISBN: 85-216-1502-7
Myers, Alan L.;
Introduction to Chemical Engineering and Computer Calculations. ISBN: 0-13-479238-6
Felder, Richard M.;
Elementary principles of chemical processes. ISBN: 0-471-53478-1
Métodos de ensino e atividades de aprendizagem
1) Aulas teórico-práticas de exposição da matéria;
2) Aulas de resolução de problemas;
3) Visitas de estudo a unidades industriais.
Palavras Chave
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia química
Tipo de avaliação
Avaliação distribuída com exame final
Componentes de Avaliação
Descrição |
Tipo |
Tempo (Horas) |
Peso (%) |
Data Conclusão |
Participação presencial (estimativa) |
Participação presencial |
72,00 |
|
|
Miniteste |
Exame |
2,00 |
|
|
|
Total: |
- |
0,00 |
|
Componentes de Ocupação
Descrição |
Tipo |
Tempo (Horas) |
Data Conclusão |
Estudo continuado |
Estudo autónomo |
60 |
|
Estudo para exame |
Estudo autónomo |
28 |
|
|
Total: |
88,00 |
|
Obtenção de frequência
1) Não exceder o número limite de faltas previsto no artigo 4º das Normas Gerais de Avaliação da FEUP;
2) Participar em pelo menos uma das visitas de estudo programadas.
3) Ter nota positiva no trabalho de grupo.
Os estudantes que tenham frequência de anos anteriores estão dispensados da participação nas visitas de estudo.
Fórmula de cálculo da classificação final
A classificação final (CF) é calculada pela fórmula:
CF = 0.35 NF + 0.65 NE se NF > NE
CF = NE se NF < NE
(NF - é a nota da frequência e NE a nota de exame)
A nota de frequência é determinada por:
NF = (MT + TG)/2
em que:
MT - é a nota do mini-teste (a realizar aproximadamente, a 3/4 do semestre)
TG - é a nota do trabalho de grupo (a realizar na parte final do semestre);
Para acesso a exame é necessário que TG => 10.
Provas e trabalhos especiais
Não aplicável.
Avaliação especial (TE, DA, ...)
Por exame.
Melhoria de classificação
Por exame.