APOL 1 E 2 OPERAÇÕES UNITÁRIAS

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OPERAÇÕES UNITÁRIAS
“A existência destes dois tipos de escoamento foi demonstrada por Reynolds [...]. Se utilizarem diferentes diâmetros de tubos circulares e diferentes fluidos verifica-se que o escoamento [...] geralmente existe quando a relação adimensional  é menor que [...]. Esta relação, que é chamada ‘’número de Reynolds”, é de extrema utilidade e será frequentemente encontrada em nossas análises [...]. “ D) II e III
“O gás penetra pela abertura de sucção e ocupa espaços definidos entre as palhetas [..]. A escolha de um compressor, além da característica do gás, recai nas suas condições operacionais de vazão e pressão.”  A) O compressor apresenta uma área de sucção e uma área de descarga.
As características físicas e morfológicas das partículas afetam desde fenômenos moleculares (tais como difusão mássica) que ocorrem no interior e/ou entre partículas, até o dimensionamento de uma coluna [...]”. D) Elutriação consiste na separação de partículas sólidas, tendo como base a diferença de diâmetro e de massa específica do sistema.
“Os sistemas fluidomecânicos são, usualmente, definidos como um conjunto formado por máquinas e/ou dispositivos cuja função é adicionar ou extrair energia para (ou de) um fluido de trabalho.” 1 Ciclone 2Filtração 3 Condensação 4 Sedimentação D) 4 – 3 – 2 – 1
“[...] operações unitárias de sistemas fluidomecânicos e particulados, poderia ser classificada como operações unitárias de quantidade de movimento, [...], desde que o conjunto dessas operações unitárias envolva o transporte de fluido [...], de sólidos.” 1Mecânica dos fluidos 2. Transferência de calor 3. Transferência de massa E) 1 - 3 – 3
“A força  representa a resultante de todas as forças que atuam sobre o elemento, na direção x. É conveniente dividi-la em uma força de campo X, expressa em Newton/kg e forças que aparecem devido a tensões mecânicas agindo na superfície do elemento. A força de campo atua sobre o elemento como um todo; a força sobre um corpo carregado em um campo elétrico é um exemplo.” E) V – V – V – F
“[...] uma combinação serial dos estágios de mistura e de divisão de correntes. Em um misturador, duas ou mais correntes de entrada de diferentes composições são combinadas. Em um divisor, duas ou mais correntes saem, todas tendo a mesma composição. Em um separador, as correntes de saída podem ter diferentes composições.” D) V – V – V – F
O nível de agitação de um fluido é definido pela relação potência/volume de agitação, [...]. O volume de líquido a ser agitado, na situação apresentada, está associada à vazão volumétrica de bombeamento [...] e ao tempo de mistura [...]”. E) O nível de agitação depende da relação . Se o valor numérico obtido estiver no intervalo de 0,1- 0,3, o sistema atingiu um nível de agitação suave.
“O valor do número da mistura, assim como o valor do número de potência, depende das características do tanque agitado, especialmente do tipo de impelidor [...] apresenta a dependência desse número com o número de Reynolds do impelidor [...].” A)  A vazão volumétrica de bombeamento é diretamente proporcional à velocidade do fluido no tanque agitado e a área do impelidor, ou seja, .
“Independentemente do processo, o conhecimento minucioso das propriedades físicas e morfológicas relacionadas à partícula como porosidade, tamanho e distribuição de poros, área superficial e massa específica é de suma importância” [...]. D) A picnometria determina a massa específica e consiste em medir a massa da amostra, m1 (em uma balança); encher de água o picnômetro de volume conhecido, medindo-se a massa do conjunto, m2; adicionar ao conjunto de massa m2 a massa conhecida da amostra (m1), que denominamos m3. O volume de água deslocada será: e a massa específica da partícula:
[...] valor do trabalho agregado desse dispositivo em certa linha de escoamento [...]. O trabalho mecânico, em razão desse dispositivo, gera mudança nas energias de pressão, cinética e potencial do fluido, liberando calor em decorrência do atrito com o meio [...]”. D) A potência de uma bomba está associada ao consumo de energia para transportar uma quantidade de líquido. O rendimento mecânico varia de 90-100% para bombas de deslocamento positivo e de 30-50% para bombas centrífugas.
[...] uma grande variedade de processos em uma planta química [...] será modelada como sistemas abertos (isto é, com escoamento) em estado estacionário. Operação como transporte de sólidos e líquidos, troca de calor, evaporação, além de muitas outras envolvem sistemas abertos.” D) V– V – F – V
“O padrão de fluxo ou de escoamento do líquido (ou mistura) em um tanque agitado depende da proporção geométrica e das características dos acessórios que o compõem [...]. A velocidade do fluido possui três componentes [...].” B) A componente axial de velocidade é caracterizada por apresentar direção, do líquido, paralela ao eixo de acionamento, onde o líquido é direcionado para a base do reator.
“Bombas são dispositivos fluidomecânicos que fornecem energia mecânica a um fluido incompressível para transportá-lo de um lugar a outro. Essas máquinas [...] recebem energia de uma fonte qualquer e cedem parte dessa energia ao fluido [...]”. B) As bombas alternativas são indicadas para operar pressões elevadas e vazões baixas e caracterizam-se pelo movimento de sucção e descarga do líquido através de pistão, êmbolo ou diafragma.
[...] é fundamental o conhecimento do resultado da ação das forças cisalhantes, tendo em vista a presença da viscosidade do fluido. Os resultados, usualmente, são expressos na forma de coeficiente de tensão viscosa, , o qual é definido por E) Com esse coeficiente, se obtêm a força viscosa e a energia dissipada por unidade de comprimento, que integrada fornece a energia mecânica perdida.
A morfologia das partículas desempenha papel essencial em vários aspectos envolvendo sistemas particulados, influenciando, por exemplo, o valor da velocidade terminal, bem como na superfície de contato das partículas. [...].” C) A forma da partícula, grão ou aglomerado, pode ser avaliada por análise de imagem.
As operações unitárias, geralmente são vistas como aplicações tecnológicas das ciências básicas (matemática, física, química e biologia) [...], as ciências que fundamentam as operações unitárias são a termodinâmica e os fenômenos de transporte.” D) Quantidade de movimento, Transferência de calor e Transferência de massa
Dentre as técnicas destinadas à obtenção de diâmetros médios de partícula inferiores a 75 micra, destaca-se aquela que se baseia na difração a laser. Utiliza-se, nesta técnica, o volume como referência de representação da distribuição de tamanho de partículas”.  A) Quando o feixe colimado encontra as partículas, parte do laser é difratada e, em sequência, focado, por meio de lentes no detector.
“A separação de partículas no interior do ciclone ou hidrociclone é efetuada por ação do campo centrífugo resultante da configuração do equipamento e do modo com que a suspensão o alimenta [...]”. B) Há um diâmetro crítico de separação, onde partículas com diâmetros superiores são coletadas no underflow, enquanto partículas com diâmetros inferiores são arrastadas por overflow.
“Se a força de baixo para cima sobre uma partícula torna-se significativamente maior do que o seu peso, ela pode ser arrastada para fora do leito. Assim, a fluidização assemelha-se a um escoamento através de um leito com enchimento quando na velocidade mínima de fluidização (leito denso) e a um escoamento sobre uma partícula isolada quando em alta velocidade (leito expandido)”.  A) I e II
Um filtro rápido consiste de uma camada de areia, ou, em alguns casos, de uma camada de um meio poroso mais grosso e menos denso [...] colocado sobre a camada de areia, o que vai permitir a filtração a taxas ainda mais elevadas. [...] O material granular usado em filtros de água deve apresentar grãos com tamanhos e variações de tamanhos dentro de determinados padrões.”  C) I e IV
A fluidização é uma outra importante operação unitária usada com a finalidade de se obter um contato íntimo e uniformeentre um fluido e partículas sólidas. À medida que se aumenta a velocidade de um fluido através de um leito de partículas sólidas é atingido um ponto no qual a força é suficiente para elevar as partículas e expandir o leito.”    D) F– V – V – V
A maioria das colunas opera em regime turbulento, de modo que, quando não há líquido (escoamento monofásico da fase gasosa), a relação entre a queda de pressão e a velocidade do gás, na torre de recheio, é expressa pelo termo quadrático da equação
C) Na equação descrita,  refere-se a um fator de empacotamento.
“A centrifugação pode ser entendida como uma operação de separação mecânica que permite acelerar o fenômeno de decantação, por meio de imposição do movimento de rotação em uma suspensão líquido-partículas.” D) Quando o tempo de permanência é maior que o tempo de queda, a partícula fica retida na câmara de poeira.
“[...] equipamentos ciclônicos, [...] perdas de energia [...] associadas a: [...] configurações de entrada e de saída do equipamento; [...] existência ou não de volutas no interior do equipamento; [...] perdas de energia cinética, [...] efeito da concentração de sólidos.” B) A diferença de pressão é dada pela equação:  onde o valor depende da configuração do equipamento.
“Os regimes fluidodinâmicos na fluidização dependem das características físicas da fase particulada [...] e da fase fluida [...], bem como das condições operacionais da coluna (temperatura e vazão da fase fluida, compactação da fase particulada [...].” A) Podemos identificar os seguintes regimes fluidodinâmicos: fluidização homogênea, fluidização borbulhante, fluidização do tipo slug, fluidização turbulenta e fluidização rápida.
“A Equação 10.8 é conhecida como a equação de Darcy. [...] o termo de aceleração, [...] pode tomar valores significativos face ao termo resistivo, m, apenas quando as partículas são grandes, com ordem de alguns milímetros.” D) A equação pode ser retomada em termos da pressão piezométrica do fluido, "P".
No regime de elutriação, as partículas menores e/ou menos densas e que apresentam velocidade terminal inferior à velocidade superficial do gás serão arrastadas para além da superfície do leito, provocando distintas regiões fluidodinâmicas [...].” C) A região de desprendimento é a região caracterizada por apresentar gradiente de concentração da fase particulada e movimento intenso de circulação de partículas no leito.
“No caso de se assumir regime estabelecido no qual os campos de velocidades das fases fluida e particulada são uniformes (o termo de aceleração é nulo, em que u = cte e up = cte. [...]".  A) PARA A EQUAÇÃO TEMOS QUE O H É O VALOR DA DISTANCIA ENTRE AS TOMADAS DE PRESSÃO U É A VELOCIDADE
“As equações do movimento que modelam o fenômeno do contato entre as fases particulada e fluida são obtidas, também, por intermédio do teorema do transporte de Reynolds, [...] de onde resulta
 A) O termo representa a variação temporal da quantidade de movimento em um determinado volume de controle.
“[...] o início da fluidização ocorre quando a força resistiva iguala-se ao peso aparente das partículas [...]. Entretanto, pode-se escrever que esse fenômeno caracteriza-se, também, por uma transição (ou intersecção) entre as situações de leito fixo e fluidizado.” C) Em condições mínimas de fluidização, a queda de pressão, no caso da fluidização homogênea é dada pela relação: 
Independentemente do tipo de filtração, a escolha adequada do meio filtrante é essencial, pois a qualidade do produto obtido depende, em grande parte, da eleição correta deste material.” A) A escolha adequada do meio filtrante deve ser baseada na sua capacidade, entre outras, para produzir filtrado límpido, possibilitar retirada fácil de torta e ser resistente.
“Centrífugas são usadas para separar partículas sólidas de diâmetro na faixa de 0,1 a 100 usando a força centrífuga sobre uma suspensão líquida. Células de leveduras são recuperadas de um mosto (uma suspensão líquida contendo células) usando uma centrífuga tubular (um sistema cilíndrico girando em torno de um eixo cilíndrico).”  A) I