Câmara de Poeira

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Câmara de Poeira
Operações Unitárias I
1-O que é?
➔ Sedimentadores gravitacionais que retiram poeiras e sólidos de correntes gasosas
➔ Geralmente utilizados com gases muito sujos de material particulado
➔ Constitui-se como uma sedimentação livre, considerando o próprio peso da 
partícula e sua velocidade terminal
2-Como funciona?
-Alta área transversal Tempo suficiente de sedimentação
-Pode ser empregado
 com chicanas ou telas
Permite o uso de uma 
velocidade maior.
Separação de particulados: Ação gravitacional
Ambos os métodos têm em comum o princípio da decantação, ou seja, deposição 
do sólido seguida de sua separação tendo como conhecimento prévio a velocidade 
terminal das partículas. (CREMASCO, 2012) 
➔ Constitui-se como uma sedimentação livre, considerando o próprio peso da 
partícula e sua velocidade terminal
ELUTRIADOR e CÂMARA DE POEIRA
A separação de partículas é uma operação essencial, além de purificar o produto 
desejado, pode retirar outros componentes de alto valor presentes no meio e 
contribuir para menor poluição do meio ambiente. (CREMASCO, 2012)
3-Equacionamento
● Tempo de queda < Tempo de residência 
● Tempo de queda > Tempo de residência Partícula é arrastada
 Partícula vai sedimentar
Decantação: Trajetória da partícula
“O processo de separação sólido-fluido conduzido através de uma análise de 
decantação das partículas pode ser estudado a partir da trajetória de sua 
decantação no interior do equipamento.” (BRAUER, 1982)
Para isso são feitas algumas considerações:
- As partículas com diâmetro e esfericidade conhecidos;
- A velocidade do fluido não é alterado pela presença das partículas;
- Os efeitos de concentração e aceleração das partículas são 
desprezíveis.
Decantação: Trajetória da partícula
Aplicando as considerações feitas e avaliando as forças aplicadas na interação 
sólido-fluido nas direções x e y é possível observar que: (CREMASCO, 2012)
- Componente x -> 
- Componente y -> 
Velocidade terminal da partícula
Para definir a velocidade terminal da partícula, inicialmente considera-se 
que os sólidos estão completamente fluidizados, ou seja: ux = vx. Com 
isso temos: (CREMASCO, 2012) 
Com isso podemos substituir a equação acima na equação da trajetória 
da partícula na componente y e obter as velocidades terminais, uma vez 
que vy = vt. 
Velocidade terminal da partícula
Velocidade terminal considerando partículas perfeitamente esféricas: 
Em casos de partículas assimétricas, faz-se necessário adicionar uma 
constante de correção K1:
Fluidodinâmica da partícula esférica
Dentre os diversos fatores que podem ser avaliados no estudo da 
fluidodinâmica, os principais utilizados são: (MASSARANI, 1997)
- Número de Reynolds (Re) que é um adimensional que classifica o 
escoamento como laminar, transiente ou turbulento;
- Coeficiente de arrasto (Cd) que representa a força resistiva 
fluido-partícula;
- n -> constante numérica obtida experimentalmente que corrige os 
cálculos de acordo com a geometria do sólido.
Fluidodinâmica da partícula esférica
Sendo assim, Coelho e Massarani (1996) utilizando dados experimentais 
obtidos por Pettyjohn e Christiansen (1948) chegaram a uma correlação 
entre os termos variáveis para obter o número de Reynolds para casos 
de fluidodinâmica com n=1,2. (MASSARANI, 1997)
Outras correlações existentes
- Correlações de Coelho & Massarani (1996) com base nos dados de Lapple & 
Shepherd (1940) e Pettyjohn & Christiansen (1948). (MASSARANI,1997)
Outras correlações existentes
- Correlações de Coelho & Massarani (1996) com base nos dados de Pettyjohn & 
Christiansen (1948). (MASSARANI, 1997)
Outras correlações existentes
- Cálculo da velocidade e do diâmetro da partícula (Pettyjohn & Christiansen, 
(1948). (MASSARANI,1997)
Equações na Câmara de Poeira
Sabe-se que nesse equipamento o seu bom funcionamento está diretamente ligado 
aos tempos de residência que queda, do fluido e partícula respectivamente 
(considerando ux = vx):
Eficiência 
Para determinar a eficiência de uma câmara de poeira é necessário inicialmente que se 
tenha pré-definido:
- O diâmetro da partícula com o qual se deseja avaliar a retenção.
- Sua vazão de entrada (Qent)
- Sua vazão que foi retida pela câmara (Qret)
4-Dimensionamento 
Possui 3 medidas principais:
Essas medidas são definidas de acordo 
com a situação a ser trabalhada, tipo de 
fluido, tipo de partícula, resultado 
esperado...
1. H: Altura
2. C: Comprimento
3. L: Largura
Cálculo para dimensionamento 
Para que se obtenha a mínima eficiência em uma câmara de poeira é necessário 
que o tempo de residência seja igual ao tempo de queda
 dessa forma torna-se possível determinar a relação mínima entre altura e largura 
do equipamento:
TEMPO DE RESIDÊNCIA
 = 
TEMPO DE QUEDA
5-Aplicações:
Normalmente são equipamentos utilizados com duas finalidades principais:
- Purificar gases gerados como produto secundário para serem utilizados 
posteriormente no processo.
- Tratar gases que serão dispersados no ambiente para que não sejam tão 
nocivos.
Vale ressaltar que muitas das vezes as câmaras de poeira são 
acompanhados de sistemas coletores de poeira, equipamentos equipados 
com filtros capazes de retirar partículas menores.
https://www.youtube.com/watch?v=bbXZCzgZh4w&t=23s
https://www.youtube.com/watch?v=bbXZCzgZh4w&t=23s
https://docs.google.com/file/d/1LWBGG8Qr3puDAw-txqpF3xUc8a4yDfBp/preview
- Determinar a velocidade do fluido para que uma 
determinada câmara de poeira retenha partículas de dp > 
150μm e de esfericidade igual à 0,6 sabendo-se que a altura 
é 1/5 do comprimento. Considere o fluido a água a 20°C.
Dados: ρs = 3,5 g/cm3 ; ρ = 1,0 g/cm3 ; μ = 0,01 P; n = 1.2.
6-Exercício 1
RESOLUÇÃO
❏ CdRe2 
❏ k1 e k2 
RESOLUÇÃO
❏ Re 
❏ vt
RESOLUÇÃO
❏ < u > 
7- Exercício 2 
- Dimensione uma câmara de poeira capaz de reter partículas 
maiores que 90 μm e com esfericidade igual a 0,75, na qual 
o fluido passará com velocidade igual a 10 cm/s.
Dados:ρs = 2,7 g/cm3 ; ρ = 1,0 g/cm3 ; μ = 0,01 P; n = 1.2.
RESOLUÇÃO
❏ CdRe2 
❏ k1 e k2 
RESOLUÇÃO
❏ Re 
❏ vt
RESOLUÇÃO
❏ L / H
7- Referências
- CREMASCO, M.A. Operações Unitárias em Sistemas Particulados e 
Fluidomecânicos. São Paulo: Editora Blücher, 2012.
- MASSARANI, G. Fluidodinâmica em Sistemas Particulados. Rio de 
Janeiro: Universidade Federal do Rio de Janeiro, 1997.