apost separador

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  • 1. Fundao de Pesquisa e Ventilao Industrial Assessoramento Prof. Dr. S. Varella Indstria5 EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DE POLUENTESOs poluentes exauridos do ambiente de trabalho devem ser coletados para evitar problemas de poluio queseguramente ocorreriam se fossem emitidos para a atmosfera.Existem diversos tipos de coletores, com vrios tipos de funcionamento assim como, tambm, diferentesclasses de rendimento, custo inicial, custo de operao e manuteno, espao, disponibilidade no mercado,arranjo e construo.Essa variedade de tipos torna difcil a tarefa de escolh-los, razo pela qual apresentamos alguns aspectosnorteadores, a serem considerados quando esta escolha se faz necessria. 5.1- Consideraes PreliminaresCom o objetivo de facilitar e possibilitar o entendimento do funcionamento dos diversos tipos de separadorese principalmente possibilitar seu pre-dimencionamento e identificar os principais fatores influentes no seudesempenho, uma anlise terica se faz necessria. 5.1.1 - Fatores influentes na seleo do equipamento: Concentrao e dimenso da partcula contaminante. Grau de coleta desejada (limpeza) Caracterstica do ar ou fluido carreador quanto a: - Temperatura- Viscosidade- Umidade- Combustividade- Reatividade qumica- Propriedades eltricas Caracterstica do contaminante. Energia requerida (esttico) Mtodo de recolhimento do contaminante 5.1.2 Consideraes sobre seleo de separadoresNa maioria os casos o grande problema a seleo do tipo de separador que seja mais apropriado para aaplicao em questo, assim sendo existem alguns grficos que auxiliam nesta tarefa conforme ser mostradoa seguir. Outro forma a de se consultar os Fabricantes destes Equipamentos e principalmente se tornarfamiliarizado com os Catlogos destes Fabricantes o que auxiliar muito na correta escolha. 5.1.3 - Tabelas e grficos auxiliaresAs Tabelas a seguir auxiliam na escolha preliminar o Separador para a aplicao desejada, para isto, umaanlise das informaes constantes nestas Tabelas (Tab.5.1), Grfico (Graf. 5.1) e Grfico (Graf. 5.2).A Tabela 5.1 mostra o tipo de Separador comumente aplicado s principais aplicaes industriais levando-seem conta as operaes tpicas e o teor de carga do elemento a ser separado. usada apenas para uma pr-seleo do Separador.O Grfico 5.1 mostra as dimenses tpicas das partculas existentes e presentes s atividades de separao,bem como as caractersticas principais das partculas em funo de seu dimetroO Grfico 5.2 mostra a Carta de SYLVAN que de bastante valia na identificao dos Separadores maisapropriados para utilizao em uma determinada aplicao, ou seja a Seleo prvia dos Separadores,conforme mostra o exemplo ilustrativo a seguir.Rua Xavier Lisboa, 2737501-042 Fone: (0xx35) 3622-3477E-mail: fupai@fupai.com.brCentro Itajub/MGFax: (0xx35) 3622-1477 Home Page: www.fupai.com.br

2. Fundao de Pesquisa eVentilao Industrial AssessoramentoProf. Dr. S. Varella IndstriaRua Xavier Lisboa, 27 37501-042Fone: (0xx35) 3622-3477 E-mail: fupai@fupai.com.brCentroItajub/MG Fax: (0xx35) 3622-1477Home Page: www.fupai.com.br 3. Fundao de Pesquisa e Ventilao Industrial Assessoramento Prof. Dr. S. Varella IndstriaGrfico 5.1- Classificao de Partculas e SeparadoresRua Xavier Lisboa, 27 37501-042 Fone: (0xx35) 3622-3477 E-mail: fupai@fupai.com.brCentroItajub/MGFax: (0xx35) 3622-1477Home Page: www.fupai.com.br 4. Fundao de Pesquisa e Ventilao Industrial Assessoramento Prof. Dr. S. Varella IndstriaGrfico 5.2 Carta de SYLVAN Pr-seleo de SeparadoresRua Xavier Lisboa, 27 37501-042 Fone: (0xx35) 3622-3477 E-mail: fupai@fupai.com.brCentroItajub/MGFax: (0xx35) 3622-1477Home Page: www.fupai.com.br 5. Fundao de Pesquisa eVentilao Industrial AssessoramentoProf. Dr. S. Varella IndstriaExemplo:- Emprego da Carta de SYLVAN escolher o equipamento coletor para um forno de calcinao emque a concentrao de poeira no efluente de 7,5 gros/pe3 e o tamanho mdio das partculas 9 m.Observao: Dependendo do dimetro caracterstico da partcula a ser separada, principalmente se houverbastante variao, mais econmico se utilizar diferentes tipos de Separadores funcionado em srie em vezde apenas um que possa atender a separao do menor dimetro desejvela) Com os dados acima localizar o ponto A na carta de Sylvan seguindo a linha vertical (d=9 m) temoscomo soluo os seguintes Separadores: Ciclone Comum (linhas inferiores) apresentando 50% de rendimento. Ciclone de Alta Eficincia (Rendimento) - (linhas superiores) - apresentando 60 a 70% de rendimento. Filtro Tecido ou Precipitadores Eletrostticos e Coletores midos apresentando 97% de rendimento.Assim sendo temos diversas solues iniciando pelas de menor custo at a de maior custo.b) Podemos escolher o Ciclone de Alto Rendimento (70%) como pr-coletor, logo, concentrao na sua sada = 7,5 (1- 0,7) = 2,25 gros/pe3.c) Marcando essa concentrao sobre a linha paralela poeira industrial (canto direito superior da carta) e a concentrao de 2,25 gros/ pe3, obtemos ponto B, cuja projeo vertical fornece: Tamanho mdio da partcula de 5,9 m; Separadores - Ciclone de Alta Eficincia com rendimento inferior a 50%, ou - Coletor mido com rendimento de 98%.d) Escolhendo um coletor mido (98%), como Separador intermedirio, temos a concentrao no efluente de 3 = 2,25 (1 0,98) = 0, 045 gros/ pe .e) A marcao deste valor sobre o prolongamento do segmento de reta AB at uma concentrao de 0,045 3 gros/ pe obtm-se o ponto C, cuja projeo vertical fornece o valor do tamanho mdio da partcula no efluente de 1,6 m. Obs. Poderamos prosseguir selecionando mais Separador e ento teramos um efluente mais limpo. 5.1.4 Consideraes Tericas sobre Deslocamentos de PartculasComo geralmente nos sistemas de ventilao o fluido de trabalho est relacionado ao carreamento departculas flutuantes (p ou pequenas gotas de liquido) pelos gases, em outras palavras, uma disperso deslidos ou lquidos em gases que denominada aerossol. Acredito ser produtivo, para melhor compreensodo sistema de ventilao e transporte pneumtico, fazermos uma reviso conceitual deste assunto uma vezque nessas aplicaes, necessrio se faz um bom conhecimento das principais propriedades dos aerossis.O movimento de um corpo slido em um fluido (ar) causa um atrito na camada entre a superfcie do corpo e ofluido; como resultado a velocidade do fluido bem prxima da superfcie nula relativa a velocidade do corpo emove juntamente com a mesma. Assim em pequenas distncias da superfcie do corpo o escoamento laminar.Quando a velocidade da partcula (poeira) relativa ao meio for menor que 2 / d , onde a viscosidadecinemtica e do tamanho da partcula, o movimento descrito e segue as leis do movimento laminar. E,quando for igual ou acima de 500 / d a partcula mover de acordo com as leis do escoamento turbulento. importante observar que nesta aplicao estamos preocupados com o movimento relativo entre as partculasde poeira e o fluido (ar), portanto com valores de nmero de Reynolds ( Re ) menores do que aqueles utilizadospara clculo de escoamento em tubulaes onde o escoamento turbulento normalmente considerado oReacima de 2500.De uma forma geral a resistncia do meio oferece ao movimento de um corpo pode ser representada oucalculada pela lei da conservao de movimento,Rua Xavier Lisboa, 2737501-042Fone: (0xx35) 3622-3477E-mail: fupai@fupai.com.brCentro Itajub/MG Fax: (0xx35) 3622-1477 Home Page: www.fupai.com.br 6. Fundao de Pesquisa eVentilao Industrial AssessoramentoProf. Dr. S. Varella Indstriaw2 F = c A w2 = A (N)(5.1)2Onde w - a velocidade do corpo slido relativa ao meio fluido ou vice versa, (m/s) - a densidade do fluido, (kg/m3) A - a projeo da rea do corpo slido contra o escoamento, (m2) c - um coeficiente de arraste que depende do regime do movimento, portanto donumero de Reynolds ( Re ) ,que relaciona as foras de inrcia com as foras viscosas, representadopor; wdRe =(5.2)Onded o dimetro do corpo slido, que considerado como sendo esfrico, m a viscosidade cinemtica, (m2/s)- Para o caso de regime laminar de escoamento do fluido relativo ao corpo slido (partcula), i.e. quandoRe < 2 o coeficiente dado por: 24=(5.3a) Re- Para o caso de regime de transio, i.e. para 2< Re 500 o valor de pode ser considerado 0,44 (aproximadamente constante) (5.3c)Consideremos em mais detalhes o regime laminar que o mais caracterstico para o estudo de sistemasenvolvendo aerossis e para facilitar esta anlise considera-se as partculas como sendo esfricas e dispersasem um fluido em repouso e sob ao somente da gravidade. Assim 24 d 2 w 2 24d 2 w 2 F= = = 3 d w Re 42 wd42 Mas = que a viscosidade absoluta ou dinmica, entoF = 3 d w(5.4)A equao acima denominada de Leis de Stokes.Quando uma partcula move pela fora da gravidade o meio (fluido) ope a este movimento. Assim que apartcula cai sua velocidade aumenta, bem como a resistncia do meio, e para partculas pequenas logochegar um momento em que a fora de resistncia se iguala a fora da gravidade. Deste momento em diantea partcula de poeira continua, no seu movimento descendente, pela ao de sua inrcia a uma velocidadeRua Xavier Lisboa, 27 37501-042 Fone: (0xx35) 3622-3477E-mail: fupai@fupai.com.brCentroItajub/MGFax: (0xx35) 3622-1477 Home Page: www.fupai.com.br 7. Fundao de Pesquisa e Ventilao Industrial Assessoramento Prof. Dr. S. Varella Indstriauniforme denominada de velocidade de flutuao ( w f ). Sendo ento, nestas condies, a fora de resistnciad 3igual a 3 d w f e a fora da gravidade atuando na partcula Fg = m g = s g , ento 6d 318 w f 3 d w f = s g d=(5.5a)6 s .gAssim, w f uma velocidade constante de movimento de uma partcula de poeira em um meio fludo quandoele se movimenta em uma direo diferente da vertical, ou se w f for para caso do fludo movimentando nadireo vertical a fora de arraste resultante na partcula evita que a mesma caia ou desa da seu nomevelocidade de flutuao. Neste caso, se esta velocidade do escoamento for levemente excedida a partcula depoeira ser carreada pela corrente do fluido. Da equa