Curso: PQI3303 - Fenômenos de Transporte III (2023)

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Informações da Disciplina

PQI 3303 – Fenômenos de Transporte III - 2º quadrimestre de 2023

1 – Professores

José Luís de Paiva, Jose Luis Pires Camacho e Marcelo Martins Seckler

2 - Principais tópicos do programa:

1. Introdução à transferência de massa. Difusão molecular e Difusividade.
2. Difusão binária.
3. Coeficientes convectivos de transporte de massa.
4. Equações de projeto para coeficientes convectivos de transporte de massa.
5. Transporte simultâneo de calor e massa.
6. Absorção.
7. Adsorção.
8. Separação por membranas.

3 - Instrumentos de avaliação e critério de aprovação

E_i : Exercícios de avaliação individual presencial – Média E.
P : Prova
Proj : Projeto
T_i: Relatório da experiência de laboratório e Quiz – Média T.
L = (T + Proj)/2

Média final: M = (P + E)/3 + L/3

E1 – 25/maio
P – 22/junho
E2 – 29/junho
E3 – 20/julho
E4 – 03/agosto
Proj – 17/agosto

Média final >= 5,0

Frequência >= 70%

4 - Bibliografia

Básica:

•       Notas de aulas de FT III – material disponível (Moodle).
•       Bennett & Myers - Fenômenos de Transporte, 2ª ed. 1978 – Mc Graw Hill
•       Cremasco, M. A.- Fundamentos de Transferência de Massa, 2011, 2ª ed. - Editora da Unicamp
•       Maddox & Hines - Mass Transfer - Fundamentals and Applications, 1985 - Prentice Hall
•       Perry’s Chemical Engineer’s Handbook, 1997 – Mc Graw Hill
•       McCabe, Smith and Harriot - Unit Operations in Chemical Engineering, 6^th ed. , 2001 - Mc Graw Hill.

Complementar:

•       Cussler, E.L. - Diffusion: Mass Transfer in Fluid Systems, 3rd ed., 2009 – Cambridge University Press
•       Sherwood, Pigford and Wilke - Mass Transfer, 1975 – Mc Graw Hill
•       Cremasco, M. A.- Difusão Mássica, 2019, 1ª ed. - Editora Edgar Blucher
•       Mills, A. F. Mass Transfer. Prentice Hall NJ, 2001.
•       Asano, K. Mass Transfer – From Fundamentals to Modern Industrial Applications. Wiley-VCH, 2006.

Notas de aula

Introdução à transferência de massa. Fluxos e Forças. Fick. Difusividades.

Aula 15-maio

Atividades:

- Pré-aula:

Estimar a variação do nível de acetona no tubo de ensaio depois de 2 horas. Dados: P =0,93 atm , T = 297 K e h inicial = 3 polegadas.

- 7h30 - Quiz

Aula 02 - Fluxos difusivos e globais. Problema de Stefan.

Assistir aos 14 primeiro minutos do vídeo "Aula02 parte 2".
Apresenta-se o problema de Stefan e uma solução unidimensional.
Pré-aula de 18 de maio: Assistir aos 12 primeiros minutos da Vídeo aula: Aula 2 -parte 3 (23 min) - Dissolução de partícula esférica.
Considere uma gota de acetona de 3 mm de diâmetro. em ar estagnado T =297 K e P = 0,93 atm. a) Calcule a fração molar de acetona na interface, XAs. b) Determine o perfil de fração molar de acetona no ar, XA. c) Qual a distãncia do centro da gota para XA = XAs/2. d) A taxa de evaporação no ínício do processo (gmol/s). e) Estimar o tempo de evaporação.

Modelos e Coeficientes convectivos de transferência de massa : Fundamentos

Pré-aula: Assistir aos 11 primeiros minutos do Vídeo aula: Aula 3 - parte 1.

Modelos e Coeficientes convectivos de transferência de massa : Aplicações 1

Camada Limite - Transporte de Massa

Modelos e Coeficientes convectivos de transferência de massa : Aplicações 2

Roteiro para realização dos exercícios:

- Exercício 5 - Lista 4
	a) Identificar os fenômenos intervenientes. Tranporte de calor, quantidade de movimento, massa?	
	b) Identificar,interpretar e avaliar o número de Reynolds.
	c) Analisar o problema análogo na transferência de calor análogo à esse.
	d) Aplicar a correlação para cálculo do número de Sherwood e coeficiente de transporte de massa.
	e) Calcular o tempo necessário para a secagem.
	f) Criticar e julgar as considerações e hipóteses assumidas.

- Exercício 9 - Lista 6
	a) Identicar os fenômenos intervenientes.
 	b) Interpretar e avaliar o escoamento.
	c) Aplicar a correlação para cálculo do número de Sherwood e coeficiente de transporte de massa.
	d) Calcular o fluxo de molar de absorção.
	e) Criticar e julgar as considerações e hipóteses assumidas.

- Exercícios 6 e 7 - Lista 6
	a) Identicar os fenômenos intervenientes.
 	b) Interpretar e avaliar o escoamento.
	c) Aplicar a correlação para cálculo do número de Sherwood e coeficiente de transporte de massa.
	d) Avaliar o comportamento da "força motriz" do processo.
	e) Equacionar o balanço de massa e fluxo molar de transporte massa.
	f) Implementar o equacionamento para determinação da profundidade do leito.

P1 - 22 de junho

Formulário P1 Arquivo

Transporte Simultâneo de Calor e Massa

Qual a umidade relativa (%) e a umidade absoluta de uma corrente de ar nas seguintes condições: P = 1 atm, T_BU = 26,8 ºC e T_BS = 31,8 ºC. Dados para cálculo das entalpias: Entalpia de mudança de fase = 2454,1 kJ/kg a 20 ºC e 2430,5 kJ/kg a 30 ºC, Cp_{ar, médio}= 1,003 kJ/(kg K) e Equação de Antoine : ln (P_V) = A – B/(T+C), A = 18,3036 , B = 3816,44 , C = -46,13 , T (K) e P_V (mmHg). Resposta: 68,5% e 0,025 kg água/kg ar.