AGITAÇÃO E MISTURA. Prof. Gerônimo

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1 AGITAÇÃO E MISTURA Prof. Gerônimo

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7 O tipo de fluxo criado pelo impulsor depende: do tipo de impulsor das características do fluido do tamanho e das proporções do tanque da existência de placas defletoras

8 Componentes da velocidade do líquido: RADIAL: perpendicular ao eixo do impulsor

9 Componentes da velocidade do líquido: LONGITUDINAL: paralela ao eixo do impulsor

10 Componentes da velocidade do líquido: TANGENCIAL ou ROTACIONAL: tangencial ao caminho circular, ao redor do eixo

11 Componentes da velocidade do líquido: Os fluxos Longitudinal e Radial são os que mais contribuem com a misturação. São os fluxos que fazem com que correntes oriundas de localizações diferentes se encontrem. O fluxo tangencial pouco contribui para a misturação. O fluxo tangencial provoca a formação de vórtices ou redemoinhos.

12 Vórtices:

13 Vórtices:

14 Vórtices:

15 Vórtices:

16 Métodos para evitar vórtice: Em tanques pequenos: eixo fora do centro

17 Métodos para evitar vórtice: Em tanques pequenos: eixo fora do centro

18 Métodos para evitar vórtice: Em tanques grandes: entrada lateral do agitador

19 Métodos para evitar vórtice: Em tanques grandes: entrada lateral do agitador

20 Métodos para evitar vórtice: Em tanques grandes: entrada lateral do agitador

21 Métodos para evitar vórtice: Agitadores verticais: placas defletoras (chicanas)

22 Métodos para evitar vórtice: Agitadores verticais: placas defletoras (chicanas)

23 Métodos para evitar vórtice: Agitadores verticais: placas defletoras (chicanas)

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30 Linhas de escoamento e turbulência

31 Modelo de agitação com turbina de pás inclinadas

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38 Efeito de mistura de vários componentes com duas ancoras

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85 RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO EXEMPLO 1: Uma turbina Rushton com 6 pás está instalada no centro de um tanque vertical. O diâmetro do tanque é de 1,83 m o diâmetro da turbina é de 0,61 m e está posicionada a 0,61 m do fundo do tanque. O tanque é cheio com uma solução a 50% de soda cáustica, com uma viscosidade de 12 cp (0,012 kg/[m.s]) e uma densidade de 1498 kg/m³). A turbina é operada a 90 rpm. O tanque não possui chicanas. Qual a potência é requerida para operar o misturador?

86 RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO EXEMPLO 1: solução S 1 = D t / D a = 3 S 2 = E / D a = 1 S 3 = L / D a = 0,25(comum Rushton 6 pás) S 5 = J / D t (sem chicanas) S 6 = H / D t = 1 Utilizar gráfico da figura 9-14

87 RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO EXEMPLO 1: solução Re = D a2 nρ/μ n=90 rpm= 90/60 = 1,5 rotações por segundo Re= 0, ,5.1498/0,012=69675>300 curva B (sem chicanas) NFr=n²D a /g=1,5².0,61/9,81=0,14 Da figura 9-14 para Re= φ= Np/NFr m =1,1 (aproximadamente) m =(a-log Re)/b=-0,096 Np=φ.NFr m =1,1.0,14-0,096 Np=1,33 Np = P/(ρn 3 D a5 ) P=1,33*1498*1,5³*0,61 5 P=568W

88 RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO EXEMPLO 2: Ao tanque do exemplo anterior são adicionadas 4 chicanas com 0,19 m de largura. Qual a potência requerida para operar este misturador com chicanas?

89 RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO EXEMPLO 2: solução S 1 = D t / D a = 3 S 2 = E / D a = 1 S 3 = L / D a = 0,25(comum Rushton 6 pás) S 5 = J / D t = 0,1 (aproximadamente) S 6 = H / D t = 1 Utilizar gráfico da figura 9-14

90 RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO EXEMPLO 2: solução Re = D a2 nρ/μ n=90 rpm= 90/60 = 1,5 rotações por segundo Re= 0, ,5.1498/0,012=69675>300 curva A (com chicanas) Da figura 9-14 para Re= NFr não aplicável para problemas com chicanas. φ= Np=6 Np = P/(ρn 3 D a5 ) P=6*1498*1,5³*0,61 5 P=2562W

91 RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO EXEMPLO 3: O misturador do exemplo 1 será utilizado para misturar um composto de latex com uma viscosidade de 1200 Poises (120 kg/[m.s]) e com uma densidade de 1120 kg/m³. Qual a potência requerida para operar este misturador?

92 RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO EXEMPLO 3: solução Re = D a2 nρ/μ n=90 rpm= 90/60 = 1,5 rotações por segundo Re= 0, ,5.1120/120=5,2<300 NFr não se aplica Da figura 9-14 para Re=5,2 φ= Np=13 (aproximadamente) Np = P/(ρn 3 D a5 ) P=13*1120*1,5³*0,61 5 P=4150W

93 RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO EXEMPLO 4: Considere na resolução do problema W=P e η=0,7

94 RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO EXEMPLO 4:

95 RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO EXEMPLO 4:

96 RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO EXEMPLO 4: