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AGITAÇÃO E MISTURA Prof. Gerônimo

AGITAÇÃO E MISTURA

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AGITAÇÃO E MISTURA

Prof. Gerônimo

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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

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Componentes da velocidade do líquido:

RADIAL: perpendicular ao eixo do impulsor

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Componentes da velocidade do líquido:

LONGITUDINAL: paralela ao eixo do impulsor

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Componentes da velocidade do líquido:

TANGENCIAL ou ROTACIONAL: tangencial ao caminho circular, ao redor do eixo

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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.

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Vórtices:

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Vórtices:

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Vórtices:

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Vórtices:

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Métodos para evitar vórtice:

Em tanques pequenos:

eixo fora do centro

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Métodos para evitar vórtice:

Em tanques pequenos:

eixo fora do centro

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Métodos para evitar vórtice:

Em tanques grandes:

entrada lateral do

agitador

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Métodos para evitar vórtice:

Em tanques grandes:

entrada lateral do

agitador

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Métodos para evitar vórtice:

Em tanques grandes:

entrada lateral do

agitador

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Métodos para evitar vórtice:

Agitadores verticais: placas defletoras (chicanas)

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Métodos para evitar vórtice:

Agitadores verticais: placas defletoras (chicanas)

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Métodos para evitar vórtice:

Agitadores verticais: placas defletoras (chicanas)

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Linhas de escoamento e turbulência

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Modelo de agitação com turbina de pás inclinadas

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Efeito de mistura de vários componentes com duas

ancoras

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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?

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RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO

EXEMPLO 1: solução

S1 = Dt / D a = 3

S2 = E / Da = 1

S3 = L / Da = 0,25(comum Rushton 6 pás)

S5 = J / Dt (sem chicanas)

S6 = H / Dt = 1 Utilizar gráfico da figura 9-14

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RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO

EXEMPLO 1: solução Re = Da

2nρ/μ n=90 rpm= 90/60 = 1,5 rotações por segundo Re= 0,612.1,5.1498/0,012=69675>300 curva B (sem chicanas) NFr=n²Da/g=1,5².0,61/9,81=0,14

Da figura 9-14 para Re=7.104 φ= Np/NFrm=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/(ρn3Da

5)

P=1,33*1498*1,5³*0,615 P=568W

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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?

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EXEMPLO 2: solução

S1 = Dt / D a = 3

S2 = E / Da = 1

S3 = L / Da = 0,25(comum Rushton 6 pás)

S5 = J / D t = 0,1 (aproximadamente)

S6 = H / Dt = 1 Utilizar gráfico da figura 9-14

RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO

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RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO

EXEMPLO 2: solução Re = Da

2nρ/μ n=90 rpm= 90/60 = 1,5 rotações por segundo Re= 0,612.1,5.1498/0,012=69675>300 curva A (com chicanas)

Da figura 9-14 para Re=7.104 NFr não aplicável para problemas com chicanas. φ= Np=6 Np = P/(ρn3Da

5)

P=6*1498*1,5³*0,615 P=2562W

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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?

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EXEMPLO 3: solução Re = Da

2nρ/μ n=90 rpm= 90/60 = 1,5 rotações por segundo Re= 0,612.1,5.1120/120=5,2<300 NFr não se aplica

RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO

Da figura 9-14 para Re=5,2 φ= Np=13 (aproximadamente) Np = P/(ρn3Da

5)

P=13*1120*1,5³*0,615 P=4150W

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RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO

EXEMPLO 4: Considere na resolução do problema W=P e η=0,7

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RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO

EXEMPLO 4:

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RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ENVOLVENDO SISTEMAS DE AGITAÇÃO

EXEMPLO 4:

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EXEMPLO 4: