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Balanço Material em Unidades Múltiplas

As operações industriais comumente ocorrem com diversas unidades interconectadas por meio de correntes de processos. Tais correntes são as vazões de entrada e de saída de um determinado equipamento. O estudante deve ficar atento e perceber que a corrente de saída de um equipamento agora será a alimentação do equipamento seguinte.

Se admitirmos um sistema aberto, operando de forma contínua e em estado estacionário, o balanço material em unidades múltiplas segue o mesmo padrão de resolução de cálculo visto nas videoaulas anteriores. A informação adicional que introduziremos nesta videoaula é o uso da análise dos graus de liberdade; ferramenta importante para nossos cálculos e que indica “o caminho” a ser seguido. Em outras palavras, a análise dos graus de liberdade facilitará nossos cálculos, pois esta análise nos informará por onde deveremos começar a resolver nosso balanço.

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Balanço Material em Unidades Simples

“Um balanço de massa (também chamado um balanço material) é uma aplicação do princípio da conservação da massapara a análise de sistemas físicos. Pela contabilidade (medição) de material entrando e deixando um sistema, fluxos de massa podem ser identificados, os quais podem ser desconhecidos, ou difíceis de serem conhecidos sem esta técnica. A exata lei da conservação usada na análise do sistema depende do contexto do problema mas tudo é resolvido pela conservação da massa, i.e. que matéria não pode desaparecer ou ser criada espontaneamente.” (Wikipédia)

Em outras palavras, o balanço de massa é a contabilização exata das correntes de processos.Um balanço de massa pode ser realizado em uma única unidade, ou unidades simples. Entretanto, para iniciar qualquer procedimento de cálculo, o estudante deve ter em mente os conceitos fundamentais sobre o que é sistema, um processo contínuo e descontínuo, e também um sistema operando em estado estacionário e transiente.

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Variáveis de processos

Em um processo químico, seja em um único equipamento ou em unidades contendo múltiplos equipamentos, as correntes de processos possuem informações importantes e que devem ser conhecidas e bem especificadas. Tais informações são as variáveis de processos.

Nos cálculos de engenharia, as principais variáveis de processos que definem estas correntes são a vazão, a composição (concentração), a temperatura e a pressão. O estudante deve ter o conhecimento e a habilidade para trabalhar com estas variáveis.

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Sistemas e conversão de unidades

No mundo da engenharia, um número sem unidade não possui significado, exceto para os números (ou quantidades) adimensionais. A unidade dá sentido físico a um número. Entretanto, existem diferentes sistemas de unidades, com suas respectivas unidades referentes a cada grandeza. Desta forma, é imprescindível o conhecimento e a representação adequada destes sistemas, bem como dos fatores de conversão entre tais sistemas.

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Princípios de Processos Químicos – PPQ

A disciplina de PPQ – TF314 tem como objetivo principal fazer com que o aluno adquira as habilidades necessárias para realização dos cálculos fundamentais em Engenharia Química. A disciplina tem como ementa:

• Introdução aos Cálculos da Engenharia Química. Balanços de Massa;
• Primeira Lei da Termodinâmica e Balanços de Energia;
• Propriedades Volumétricas de Fluidos Puros;
• Efeitos Térmicos;
• Balanços de Massa e de Energia Simultâneos em Regime Permanente e Não Estacionário;
• Segunda Lei da Termodinâmica;

Sendo assim, por abranger os princípios e cálculos fundamentais da Engenharia Química, é nesta disciplina que o estudante aprende a caracterizar e quantificar correntes de processos, fornecendo uma base para as demais disciplinas do curso.

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