Transferência de Massa

Ano
3
Ano lectivo
2021-2022
Código
01018464
Área Científica
Engenharia Química
Língua de Ensino
Português
Modo de Ensino
Presencial
Duração
Semestral
Créditos ECTS
6.0
Tipo
Obrigatória
Nível
1º Ciclo - Licenciatura

Conhecimentos de Base Recomendados

Análise Matemática I, II e III, Dinâmica de Fluidos, Transferência de Calor, Termodinâmica Química, Balanços Mássicos e Energéticos.

Métodos de Ensino

Há sessões teóricas (T) e teórico-práticas (TP). Nas T são apresentados conceitos cuja aplicação é feita de imediato através da apresentação de casos práticos que são discutidos e resolvidos na aula. O veículo principal de exposição é a apresentação em power-point, recorrendo-se também a pequenos filmes de demonstração. Os alunos são incentivados a resolver exercícios nas aulas TP, onde se encoraja a discussão em grupo. São também propostos para resolução autónoma alguns casos que são posteriormente discutidos nas aulas TP seguintes. Incentiva-se igualmente o uso da plataforma LABVIRTUAL.

Resultados de Aprendizagem

Fornecer os conceitos fundamentais de Transferência de massa (t.m.) com enfoque em aplicações à Eng. Química. Os alunos devem: 1. identificar os mecanismos de t.m.; 2. quantificar a resistência total no transporte entre fases fluidas; 3. estabelecer balanços mássicos em regime estacionário e transiente em diversas geometrias; 4. conhecer a metodologia de cálculo dos coeficientes de t. m.; 5. saber dimensionar colunas de absorção com enchimento; 6. identificar transferência simultânea de calor e de massa e aplicar balanços mássicos e energéticos em torres de arrefecimento de água e secadores.

O aluno deverá desenvolver a capacidade de perceber, acompanhar e relacionar o conhecimento da matéria, de adquirir conhecimento autonomamente e de formular e resolver problemas. Deverá ainda evidenciar a capacidade de raciocínio estruturado e integrado aplicando os seus conhecimentos e compreensão de uma forma que indica uma abordagem profissional ao seu trabalho.

Estágio(s)

Não

Programa

Transferência de massa: mecanismos (difusão, convecção),  correlações empíricas para os coeficientes de transferência de massa. Análise dimensional. Escoamento interno e externo (esferas, cilindros e placas). Analogias entre transferência de quantidade de movimento, de calor e de massa. Variação espacial e temporal da concentração (balanços microscópicos em paredes planas, cilindros e esferas) - cartas de Heisler e de Gurney-Lurie. 

Absorção de gases em líquidos: resistências em série (teoria dos dois filmes), coeficiente global de transferência de massa, dimensionamento de colunas de absorção/desabsorção com enchimento. Cálculo da altura de enchimento (HTU, NTU e cálculo rigoroso); caso de misturas diluídas; definição de HETP (altura equivalente de um prato teórico).

Transferência simultânea de calor e massa. Carta psicrométrica. Breve referência ao funcionamento e dimensionamento de torres de arrefecimento de água, bem como de torres de humidificação e de secadores de sólidos. 

Docente(s) responsável(eis)

Maria da Graça Videira de Sousa Carvalho

Métodos de Avaliação

Avaliação
Frequência: 100.0%

Bibliografia

- Bergman, T.L.; Lavine, A.S.; Incropera, F.P.; de Witt, D.P. Fundamentals of Heat and Mass Transfer. 8th ed, J. Wiley & Sons, N.Y., 2018.

- Çengel, Y.A.; Ghajar, A.J. Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Inc., N.Y. , 2019, 6th ed.

- Welty, J.R; Rorrer G.L.; Foster, G.F. Fundamentals of momentum, heat and mass transfer. 6th ed. John Wiley &Sons, Inc, N.Y., 2015.

- Geankoplis, C.J., Hersel, A.A., Lepek, D.H. Transport Processes and Separation Process Principles, 5th ed., Prentice-Hall, 2018.

- McCabe, W.; Smith, J.; Harriott, P. Unit Operations of Chemical Engineering. 7th ed. McGraw-Hill Book Co., NewYork, 2005.

- Figueiredo, M.M. Absorção – Colunas de Enchimento. Cadernos de Eng. Química, 1, Dep. Engenharia Química, Universidade de Coimbra, 1987

- Wankat, P.C. Separation Process Engineering: includes Mass Transfer Analysis. Prentice Hall, 3rd ed. 2013.

- Azevedo, E.G.; Alves, A.M. Engenharia dos Processos de Separação. 3ª ed. IST Press, Lisboa, 2017.