Projecto de aparelhos e máquinas, Notas de estudo de Engenharia Química

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PROJECTO DE APARELHOS E

MÁQUINAS

Dimensionamento de um sistema de agitação

INTRODUÇÃO



O problema de misturar dois ou mais

substâncias revelou-se um dos mais

intratáveis entre todas as operações

unitárias de tecnologia química, por esta

razão, a grande maioria do equipamento

industrial e projectado com base na

experiência e não em qualquer teoria

fundamental aceite. Sendo a agitação um

dos centros de um grande número de

processos industrias em diversas áreas,

torna-se relevante nesta fase análises dos

principais parâmetros que influenciam o

seu dimensionamento e funcionamento.

2

TEORIA

 Entende-se por agitação à operação de produzir movimentos mais ou menos regulares no interior de um fluído A agitação e aplicada em muitos casos com objectivo de:  (^) Obter materiais com propriedades diferentes do material originário;  Promoção da transferência de massa;  Promoção da transferência de calor;  Misturar líquidos miscíveis;  Acelerar reacções químicas.  (^) Suspensão de sólidos 4

TEORIA

Para se alcançar os objectivos acima citados,

dispõe-se dos seguintes tipos de

misturadores:



De pá;



De Hélice;



De turbina aberto;



De turbina fechado;



Especiais.

SEQUÊNCIA DE CÁLCULO

7  Escolha do Misturador Tipo do Mistura dor Volume do liquido Quantid ade da fase solida Viscosi dade dinamic a Pa.s Velocid ade periferi ca ω (m/s)m/s) Freque ncia de rotação n (m/s)rps) De turbina aberto ≤ 10 ≤ 60 ≤ 10 1.8-13 0.7- De pá ≤^ 1.5^ ≤^5 ≤^ 0.1^ 1.7- 5^ 0.3-1. De hélice ≤^4 ≤^10 ≤^ 0.6^ 4.5-17^ 8.5- De turbina fechado ≤ 20 ≤ 60 e > ≤ 50 2.1-8 1.7- De turbina aberto ≤ 20 ≤ 75 ≤ 5-40 0.5-35 0.7-

SEQUÊNCIA DE CÁLCULO

Dados:  (^) Densidade media,  (^) Viscosidade cinemática,  Frequência de rotação,  Diâmetro e altura do tanque,

SEQUÊNCIA DE CÁLCULO

 Cálculo da potencia de agitação  (^) Reynolds  (^) Número de Potência = gráfico

Re  / 

2 i

 N D = 1000

N ú m e r o d e p o t ê n c i a Número de Reynolds

SEQUÊNCIA DE CÁLCULO

 Reynolds Re  / 

2 i

 N D = 1000

N ú m e r o d e p o t ê n c i a Número de Reynolds

SEQUÊNCIA DE CÁLCULO

 Número de Potência = usar curva 1 e Re = 1000 Número de Potência = 3.

SEQUÊNCIA DE CÁLCULO

 Determinação do diâmetro do elemento de agitação Para um material recozido sob torção. =1. Para uma carga constante e gradualmente aplicada FS=1. =120 MPa

SEQUÊNCIA DE CÁLCULO

 Verificação do escalonamento que resultará da limitação do movimento axial das pás =133.2 Mpa, O veio não resistirá Considerando que dv = 28.3 mm = 56.87 Mpa, O veio resistirá à carga aplicada Assim, 14

MEDIDAS NECESSÁRIAS PARA EVITAR A VÓRTICE.  Descentralizar o agitador;  (^) Inclinar o agitador de 15° em relação ao centro do tanque;  Colocar o agitador na horizontal;  Usar Chicanas. Para adicionar atrito ao fluido e para que uma dada potência de entrada a taxa de circulação seja reduzida, são utilizados “ draft tubes ”.

CONCLUSÃO

 Quando se pretende dimensionar um misturador industrial é necessário conhecer as propriedades físico-químicas das substâncias a tratar e as condições de operação.  (^) Para o diâmetro do elemento de agitação calculado, o FS encontra-se ligeiramente afastado dos parâmetros aceites.  Para eliminar a formação de vórtice recorre- se muitas vezes para uso de chicanas.

OBRIGADO…!