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PQI 2303 Operações Unitárias I �PQI 2303 Operações Unitárias I
Santos Vianna Júnior - ASVJ
e-mail: [email protected]
Ardson dos Santos Vianna Jr.
Caracterização de Sólidos
Ardson dos Santos Vianna Jr.
Roteiro
1. Introdução
2. Objetivo
3. Técnicas
Conclusões4. Conclusões
5. Forma
6. Propriedades do leito
7. Conclusões
Introdução
� Caracterizar um sólido� Composição� Tamanho� Forma� Forma
� População: amostragem e distribuição
Por quê?
1. Objetivo1. Objetivo1. Objetivo1. Objetivo1. Objetivo1. Objetivo1. Objetivo1. Objetivo
� Apresentar algunsequipamentos paracaracterizar sólidos portamanho e formatamanho e forma
2. Técnicas2. Técnicas2. Técnicas2. Técnicas2. Técnicas2. Técnicas2. Técnicas2. Técnicas� Análise granulométrica
� Microscopia ótica e eletrônica
� Permeametria
� Sedimentação
Contador Coulter� Contador Coulter
� Difração a laser
2.1 Análise granulométrica (AG)2.1 Análise granulométrica (AG)2.1 Análise granulométrica (AG)2.1 Análise granulométrica (AG)2.1 Análise granulométrica (AG)2.1 Análise granulométrica (AG)2.1 Análise granulométrica (AG)2.1 Análise granulométrica (AG)
2.2 Microscópio ótico2.2 Microscópio ótico2.2 Microscópio ótico2.2 Microscópio ótico2.2 Microscópio ótico2.2 Microscópio ótico2.2 Microscópio ótico2.2 Microscópio ótico
� partículas de tamanhos entre 0,5 a 100 µm
� Resolução 0,25 µm
Difração� Difração
� Pequena profundidade
� Problemas com preparação de lâmina
2.2 1º Microscópio ótico 2.2 1º Microscópio ótico 2.2 1º Microscópio ótico 2.2 1º Microscópio ótico ---- 1938193819381938
2.2 Microscópio ótico2.2 Microscópio ótico2.2 Microscópio ótico2.2 Microscópio ótico
2.2 Microscópio ótico 2.2 Microscópio ótico 2.2 Microscópio ótico 2.2 Microscópio ótico ---- hemáciashemáciashemáciashemácias
2.2 Microscópio ótico 2.2 Microscópio ótico 2.2 Microscópio ótico 2.2 Microscópio ótico ---- mediçãomediçãomediçãomedição
2.3 Microscópio eletrônico2.3 Microscópio eletrônico2.3 Microscópio eletrônico2.3 Microscópio eletrônico2.3 Microscópio eletrônico2.3 Microscópio eletrônico2.3 Microscópio eletrônico2.3 Microscópio eletrônico
São instrumentos científicos que usam feixe de elétrons de alto energia para examinar amostras finas:
� Topografia
� Composição
� cristalografia� cristalografia
2.3.1 Microscópio Eletrônico de Transmissão 2.3.1 Microscópio Eletrônico de Transmissão 2.3.1 Microscópio Eletrônico de Transmissão 2.3.1 Microscópio Eletrônico de Transmissão
(MET)(MET)(MET)(MET)
2.3.1 Microscópio Eletrônico de Transmissão 2.3.1 Microscópio Eletrônico de Transmissão 2.3.1 Microscópio Eletrônico de Transmissão 2.3.1 Microscópio Eletrônico de Transmissão
(MET)(MET)(MET)(MET)
� partículas de tamanhos entre 0,001 a 5 µm
� Resolução 2 nm
fotografia� fotografia
2.3.1 Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET)2.3.1 Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET)2.3.1 Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET)2.3.1 Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET)2.3.1 Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET)2.3.1 Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET)2.3.1 Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET)2.3.1 Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET)
Microscopia Eletrônica de Transmissão
2.3.1 MET látex de estireno e butadieno 100 2.3.1 MET látex de estireno e butadieno 100 2.3.1 MET látex de estireno e butadieno 100 2.3.1 MET látex de estireno e butadieno 100 μmmmm2.3.1 MET látex de estireno e butadieno 100 2.3.1 MET látex de estireno e butadieno 100 2.3.1 MET látex de estireno e butadieno 100 2.3.1 MET látex de estireno e butadieno 100 μmmmm
2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)
� partículas de tamanhos entre 1 µm a 1mm
� Resolução 10 nm
Fotografia� Fotografia
� Varredura
2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)
2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)2.3.2 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)
2.3.2 MEV e ótico2.3.2 MEV e ótico2.3.2 MEV e ótico2.3.2 MEV e ótico2.3.2 MEV e ótico2.3.2 MEV e ótico2.3.2 MEV e ótico2.3.2 MEV e ótico
2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro
2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro
2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro2.4 Permeâmetro
2.5 Pipeta de Andreasen2.5 Pipeta de Andreasen2.5 Pipeta de Andreasen2.5 Pipeta de Andreasen2.5 Pipeta de Andreasen2.5 Pipeta de Andreasen2.5 Pipeta de Andreasen2.5 Pipeta de Andreasen
2.5 Pipeta de Andreasen2.5 Pipeta de Andreasen2.5 Pipeta de Andreasen2.5 Pipeta de Andreasen2.5 Pipeta de Andreasen2.5 Pipeta de Andreasen2.5 Pipeta de Andreasen2.5 Pipeta de Andreasen
2.6 Difração a laser2.6 Difração a laser2.6 Difração a laser2.6 Difração a laser2.6 Difração a laser2.6 Difração a laser2.6 Difração a laser2.6 Difração a laser
2.6 Difração a laser2.6 Difração a laser2.6 Difração a laser2.6 Difração a laser2.6 Difração a laser2.6 Difração a laser2.6 Difração a laser2.6 Difração a laser
2.7 2.7 2.7 2.7 ELECTROSENSING ZONEELECTROSENSING ZONEELECTROSENSING ZONEELECTROSENSING ZONE----COULTER PRINCIPLECOULTER PRINCIPLECOULTER PRINCIPLECOULTER PRINCIPLE
2.7 2.7 2.7 2.7 ELECTROSENSING ZONEELECTROSENSING ZONEELECTROSENSING ZONEELECTROSENSING ZONE----COULTER PRINCIPLECOULTER PRINCIPLECOULTER PRINCIPLECOULTER PRINCIPLE2.7 2.7 2.7 2.7 ELECTROSENSING ZONEELECTROSENSING ZONEELECTROSENSING ZONEELECTROSENSING ZONE----COULTER PRINCIPLECOULTER PRINCIPLECOULTER PRINCIPLECOULTER PRINCIPLE
2.7 Contador 2.7 Contador 2.7 Contador 2.7 Contador COULTER COULTER COULTER COULTER 2.7 Contador 2.7 Contador 2.7 Contador 2.7 Contador COULTER COULTER COULTER COULTER
3 Conclusões3 Conclusões3 Conclusões3 Conclusões� Tamanho de partícula
� Custo x benefício
� Princípios físicos diferentes
� Valores diferentes
4 Fator de forma4 Fator de forma4 Fator de forma4 Fator de forma� Influencia nas propriedades de transporte
4 Fator de forma4 Fator de forma4 Fator de forma4 Fator de forma
4 Fator de forma4 Fator de forma4 Fator de forma4 Fator de forma
4 Fator de forma4 Fator de forma4 Fator de forma4 Fator de forma
� Quantificação
� Esfericidade:
pV6=Ψ
pp
p
SD
V6=Ψ
5. Propriedades do leito5. Propriedades do leito5. Propriedades do leito5. Propriedades do leito� Ângulo de repouso
� Porosidade
� Densidade aparente
� Viscosidade
Permeabilidade� Permeabilidade
5.1 Ângulo de repouso5.1 Ângulo de repouso5.1 Ângulo de repouso5.1 Ângulo de repouso
5.1 Ângulo de repouso5.1 Ângulo de repouso5.1 Ângulo de repouso5.1 Ângulo de repouso
5.1 Porosidade5.1 Porosidade5.1 Porosidade5.1 Porosidade
totalvolume
vaziosdevolume=ε
totalvolume
5.1 Porosidade de leitos5.1 Porosidade de leitos5.1 Porosidade de leitos5.1 Porosidade de leitosforma Dp (pol) Fração de
vazios
Esferas 1/32 0,393
cubos 1/4 0,455cubos 1/4 0,455
Discos 1/8 dia 1/16 0,410
Selas Berl 0,236 0,685
Anéis Raschig 6 mm 0,870
5.1 Porosidade5.1 Porosidade5.1 Porosidade5.1 Porosidade
5.2 Densidade aparente5.2 Densidade aparente5.2 Densidade aparente5.2 Densidade aparente
� Depende do empacotamento
ρεερρ −+= sólidofluidoaparente ρεερρ )1( −+=
5.3 Viscosidade5.3 Viscosidade5.3 Viscosidade5.3 Viscosidade
� Depende do empacotamento� Einstein (1906)
[ ])1(5,21 εµµ −+=aparente
� µ -Viscosidade do fluido
� Outras relações
5.4 Permeabilidade5.4 Permeabilidade5.4 Permeabilidade5.4 Permeabilidade5.4 Permeabilidade5.4 Permeabilidade5.4 Permeabilidade5.4 Permeabilidade
5.4 Permeabilidade de leitos5.4 Permeabilidade de leitos5.4 Permeabilidade de leitos5.4 Permeabilidade de leitosforma Dp (pol) k
Esferas 1/32 6,2 10-10
cubos 1/4 6,9 10-8
Discos 1/8 dia 1/16 6,3 10-9Discos 1/8 dia 1/16 6,3 10-9
Selas Berl 0,236 9,8 10-8
Anéis Raschig 6 mm 1,7 10-7
5.5 Conclusões5.5 Conclusões5.5 Conclusões5.5 Conclusões� Sistemas particulados: multifásico
� Novas propriedades fluidodinâmicas
� Sólidos ≠ líquidos