ExercíciosExercícios• Cálculo da potência da agitação

• Cálculo de dimensões do agitador

• Ampliação de escala

1º Exercício: 1º Exercício: Em um tacho encamisado, deve-se aquecer um óleo que apresenta viscosidade de 12cP e com densidade de 1498 kg/m3 na temperatura inicial. Calcule a potência consumida pelo sistema de agitação considerando: (a) Com 4 defletores; (b) Sem defletores. Dados: Turbina de 6 pás retas e disco; DT = 1,8m; Di = 0,6m; Hi = 0,6m; HL = 1,8m; N = 90rpm.

W

N

·

DT

Di

Zi

ZL

wW

N

·

DT

Di

Zi

ZL

Sem defletores Com defletores

Turbina com 6 pás retas e disco

HL

Hi

HL

Hi

W

ReynoldsReynolds

Número de Potência = gráficoNúmero de Potência = gráfico

/Re 2iDN

a) Com 4 defletores a) Com 4 defletores

= 6,74 . 104

Nú

mer

o de p

otê

nci

a

Número de Reynolds

Número de Potência = Número de Potência = usar curva 1 e Re = 67.400usar curva 1 e Re = 67.400

a) Com 4 defletores a) Com 4 defletores

Número de Potência = Número de Potência = 55

53/ iDNWPo

a) Com 4 defletores a) Com 4 defletores

= 5

Substituindo densidade= 1498 kg/m3

N = 90 rpm = 1,5 rps Di =0,6m

W = 1965 W = 1,97 kW

ReynoldsReynolds

FroudeFroude

Número de Potência Número de Potência

/Re 2iDN

b) Sem defletores b) Sem defletores

= 6,74 . 104

Po = f (Re, Fr)

gDNFr i /2 = 0,137

Se Re>300

Impulsor: “Flat blade disc turbine”

Sem defletores (R=0), a=1, b=40

)Relog

(b

a

Fr

Po

b) Sem defletores b) Sem defletores

)Relog

(b

a

Fr

Po

Se a=1; b=40; Fr= 0,137; Re = 67400

= 1,2 (linha 5) Po 1,45

b) Sem defletores b) Sem defletores

= 1,4553/ iDNWPo

Substituindo densidade= 1498 kg/m3 N = 90 rpm = 1,5 rps Di =0,6m

W = 566 W = 0,57 kW

a) Com defletores a) Com defletores

b) Sem defletores b) Sem defletores W = 566 W = 0,57 kW

W = 1965 W = 1,97 kW

Comparação Comparação

2º Exercício2º Exercício

Deseja-se misturar ácido acético e água em batelada. Foram testadas em laboratório uma hélice de 3 pás e uma turbina de 8 pás inclinadas como impulsores. Os dados do sistema de agitação em laboratório (menor escala), são os seguintes: DT = 0,25m; DT/Di = HL/Di = 3; Hi/Di = 1; w/Di = 0,1; mist. = 1011 kg/m3; mist. = 1cP. As características para as melhores condições encontradas em laboratório são as seguintes:

Hélice = 4,9 Watts; N = 11rps; Npo = constante para Re ≥ 1000.

Turbina = 3,7 Watts; N = 8rps; Npo = constante para Re ≥ 2000.

·

W·

W

Projete um sistema industrial (grande escala) para misturar um total de 4m3 de ácido acético com água através do sistema de agitação mais eficiente dos dois encontrados em laboratório.

Hélice de 3 pás Turbina com 8 pás inclinadas

W

N

·

DT

Di

Zi

ZL

w

HL

Hi

W

3º Exercício. 3º Exercício. Em um experimento de laboratório, foram obtidos os seguintes dados durante a inversão de um xarope de 40% de sacarose a 30ºC:

= 1050 kg/m3; =4cP; 750rpm; Turbina com 6 pás retas; 4 defletores;

HL/Di = 3; DT=0,333m; DT/Di=3; Hi/Di=0,75; w/Di=0,17.

Calcule: (a) A potência útil e indique o tipo de agitação; (b) A potência útil, a rotação, Reynolds e as dimensões para um sistema industrial com 50000 litros de xarope, operando na mesma potência por metro cúbico.

Turbina com 6 pás retas

W

750rpm

·

0,333m

Di

Zi

ZL

w

HL

Hi

W