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D D epartamento epartamento de de E E ngenharia ngenharia Q Q u u í í mica mica IST IST , , 17 de 17 de Junho Junho de de 2005 2005 LEQ I – “Laboratórios em sentido lato” 2º. Ano (2º. Semestre) da Licenciatura Engenharia Química Henrique Matos ([email protected]) Rosinda Ismael José Nuno Lopes Adriano Pacheco
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LEQ I – “Laboratórios em sentido lato”
2º. Ano (2º. Semestre) da Licenciatura Engenharia Química
Henrique Matos ([email protected]) Rosinda IsmaelJosé Nuno LopesAdriano Pacheco
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Estrutura Geral de LEQ I
1. Pesquisa Bibliográfica em Chemical Abstracts (1h)
2. Utilização da folha de cálculo para tratamento de dados (8 h)
3. Resolução do caso “Produção do HCN” em folha de cálculo(2 h)
4. Análise do Mini-Projecto. Elaboração de Diagrama de Blocos e Quadro com o Balanço de Massa ou de Quantidadede Substância (2h + TeC)
5. Realização de Trabalho Experimental (10 h)
6. Introdução ao Aspen (2 h)
7. Seminário ( 20 min) + Discussão (15 min)
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2. Utilização da folha de cálculo para tratamento de dados (8 h)
• Tratamento estatístico de dados experimentais : média, máximo, mínimo, desvio padrão, histograma, etc.
• Regressão linear. Incerteza no valor do declive e da ordenada na origem
• Cálculo de zero de uma função transcendente
• Resolução de sistema de equações
• Ajuste de uma função não polinomial e determinação de parâmetros de ajuste
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3. Resolução do caso “Produção do HCN” em folha de cálculo (2 h)
Aquecedor Reservatóriode Mistura
Reactor Condensador
Queimador
2
1 3
10 11
9
4
1415
5
13
12
8 7
6
CH4 + NH3 ⇔ HCN + 3 H2
• Organização dos dados fornecidos no enunciado do caso
• Representação num quadro dos valores (massa ou quantidade de substancia) de cada espécie em cada corrente.
• Fecho do balanço (reciclagem e purga)
• Análise de Sensibilidade ao Processo. Representação gráfica.
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4. Análise do Mini-Projecto. Elaboração de Diagrama de Blocos e Quadro com o Balanço de Massa ou de Quantidade de
Substância (2h + TeC)
• Organização dos dados fornecidos no enunciado do Mini-Projecto em folha de cálculo.
• Elaboração de Diagrama de Blocos
• Resolução de Mini-Projecto recorrendo a modelos ideais ou fornecidos no enunciado.
• Identificação do tipo de Equilíbrio a obter experimentalmente
• Resolução da parte do Balanço recorrendo aos resultados experimentais.
• Comparação de resultados e avaliação da adequação do modelo ideal àresolução.
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MiniMini--projectos projectos Produção de:
Bifenilo (ESL)Acetato Metilo (ELV)2 – Propanol (ELV)Zinco (ELL)
A resolução do BM ou BQdS para o processo utilizando exigedados relativos ao ESL, ELV ou ELL – obtidos experimentalmente
Determinar a perda carga e equipamento associado ao transporte de uma mistura líquida que existe no processo exige os valores dadensidade e viscosidade- obtidas experimentalmente
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5. Trabalhos Experimentais
Apoio directo à resolução do Mini-Projecto
1 - Equilíbrio de fases (Sólido - Líquido, Líquido - Líquido e
Líquido - Vapor)
2 - Medidas de densidades e viscosidades
Apoio à cadeira de Fenómenos de Transporte
3 - Determinação factor atrito
4 - Determinação do perfil de velocidade utilizando um tubo
de Pitot
5 - Perdas de Carga em Tubagens com Acidentes
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EquilEquilííbrio Sbrio Sóólido lido -- LLííquidoquido
Diagrama de fases Bifenilo/Naftaleno(Obtido a partir do traçado de curvas de arrefecimento)
Dados experimentais:Temperatura vs tempo para diferentes misturas
300
320
340
360
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
x N
T (ºC
)
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EquilEquilííbrio Lbrio Lííquidoquido--VaporVapor
2-propanol/ciclohexanoAcetato metilo/metilciclohexano
Dados experimentais:Temperatura ebulição,
x e y
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
x, y
T (º
C)
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EquilEquilííbrio Lbrio Lííquidoquido-- LLííquidoquido
Curva de equilíbrio para o sistema Zn/D2EHPA (ácido di-2(etilhexil)fosfórico)
Dados experimentais:Znaq e Znorg
0
5
10
15
20
25
0 2 4 6 8 10
Znaq (g/l)
Znor
g (g/
l)
pHi=4
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DensidadesDensidades
Picnómetro
ViscosidadesViscosidades
Viscosímetro de Ubbelohde
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4 - Perfil de velocidade: Tubo de Pitot3 – Factor Atrito
f vs Re Traçar o perfil de velocidade
ObjectivoObjectivo::ObjectivoObjectivo::
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5 - Perdas de Carga em Tubagens com Acidentes
ObjectivoObjectivo: Traçar a curva característica do permutador:Aplicar da equação de Bernoulli
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6. Introdução ao Aspen (2 h)
• Introdução aos Simuladores de Processos comerciais
• Estudo de propriedades termodinâmicas e de transporte para substâncias puras (cp, h, ∆vaph, υ, ...)
• Obtenção de diagramas de fase binários segundo diferentes modelos termodinâmicos
• Definição de espécies e correntes
• Colocação de uma unidade de mistura de correntes
• Simulação do Processo para a determinação de temperatura de mistura, para diferentes temperaturas de entrada de reagentes
• Interpretação de resultados.
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7.Seminário
• Apresentação ao turno do Mini-Projecto
• Explicação do Trabalho Experimental do Equilibrio
• Comparação dos resultados para os modelos utilizados
• Prática da comunicação recorrendo ao Power Point
• Capacidade de defesa e discussão dos resultados
Seminário apresentado em 8 de Junho 2005 pelo grupo A2 do turno A
