LISTA 5_ DE EXERCÍCIOS COM GABARITO_ OP UN I com resposta

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 Me. Eng. e Quím. Maurício Schmitt 
 
 
 
 
OPERAÇÕES UNITÁRIAS 1 – Prof. Me Eng° MAURÍCIO SCHMITT 
EXERCÍCIOS: 
1. Deseja-se avaliar o desempenho de dois ciclones em paralelo, ambos do tipo Lapple de 
diâmetro igual a 0,14m para operar com vazão total de 90m3/h com ar (ro = 1,026x10-3 
g/cm3 e viscosidade cinemática = 0,196cm2/s), carregado com partículas de massa 
específica igual a 2,43g/cm3 e vazão mássica igual a 40g/s. Obtenha o valore da eficiência 
global de coleta, considerando a correlação de Comas (1991) para a influência da 
concentração de particulados na perda de carga no ciclone, sabendo que a distribuição 
granulométrica do particulado que alimenta o sistema segue o modelo RRB segundo: 
Xi = 1 – EXP [-(Di/70)^2,5] 
Di em micrometro (um) 
 
R. 
 
 
 
2. Deseja-se avaliar o desempenho de dois ciclones em paralelo, ambos do tipo Lapple de 
diâmetro igual a 0,2m para operar com vazão total de 90m3/h com ar (ro = 1,026x10-3 
g/cm3 e viscosidade cinemática = 0,196cm2/s), carregado com partículas de massa 
específica igual a 2,43g/cm3 e vazão mássica igual a 40g/s. Obtenha o valore da eficiência 
global de coleta, considerando a correlação de Comas (1991) para a influência da 
concentração de particulados na perda de carga no ciclone, sabendo que a distribuição 
granulométrica do particulado que alimenta o sistema segue o modelo RRB segundo: 
Xi = 1 – EXP [-(Di/70)^2,5] 
Di em micrometro (um) 
 
UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 Me. Eng. e Quím. Maurício Schmitt 
 
 
 
 
R. 
 
 
 
3. Deseja-se avaliar o desempenho de dois ciclones em paralelo, ambos do tipo Lapple de 
diâmetro igual a 0,1m para operar com vazão total de 90m3/h com ar (ro = 1,026x10-3 
g/cm3 e viscosidade cinemática = 0,196cm2/s), carregado com partículas de massa 
específica igual a 2,43g/cm3 e vazão mássica igual a 40g/s. Obtenha o valore da eficiência 
global de coleta, considerando a correlação de Comas (1991) para a influência da 
concentração de particulados na perda de carga no ciclone, sabendo que a distribuição 
granulométrica do particulado que alimenta o sistema segue o modelo RRB segundo: 
Xi = 1 – EXP [-(Di/70)^2,5] 
Di em micrometro (um) 
 
R. 
 
 
UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 Me. Eng. e Quím. Maurício Schmitt 
 
 
 
 
 
4. Deseja-se avaliar o desempenho de dois ciclones em paralelo, ambos do tipo Lapple de 
diâmetro igual a 0,1m para operar com vazão total de 46m3/h com ar (ro = 1,026x10-3 
g/cm3 e viscosidade cinemática = 0,196cm2/s), carregado com partículas de massa 
específica igual a 2,43g/cm3 e vazão mássica igual a 40g/s. Obtenha o valore da eficiência 
global de coleta, considerando a correlação de Comas (1991) para a influência da 
concentração de particulados na perda de carga no ciclone, sabendo que a distribuição 
granulométrica do particulado que alimenta o sistema segue o modelo RRB segundo: 
Xi = 1 – EXP [-(Di/70)^2,5] 
Di em micrometro (um) 
R. 
 
UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 Me. Eng. e Quím. Maurício Schmitt 
 
 
 
 
 
 
 
5. Comparando o resultado obtido no exercício 3 e 4 o que pode concluir? 
R. REDUZINDO A VELOCIDADE DO AR REDUZ A EFICIÊNCIA DO SISTEMA. 
 
6. Deseja-se avaliar o desempenho de dois ciclones em paralelo, ambos do tipo Lapple de 
diâmetro igual a 0,1m para operar com vazão total de 46m3/h com ar (ro = 1,026x10-3 
g/cm3 e viscosidade cinemática = 0,196cm2/s), carregado com partículas de massa 
específica igual a 0,5g/cm3 e vazão mássica igual a 40g/s. Obtenha o valore da eficiência 
global de coleta, considerando a correlação de Comas (1991) para a influência da 
concentração de particulados na perda de carga no ciclone, sabendo que a distribuição 
granulométrica do particulado que alimenta o sistema segue o modelo RRB segundo: 
Xi = 1 – EXP [-(Di/70)^2,5] 
Di em micrometro (um) 
 
R 
UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 Me. Eng. e Quím. Maurício Schmitt 
 
 
 
 
 
 
 
7. Comparando o resultado obtido no exercício 4 e 6 o que pode concluir? 
R. REDUZINDO A DENSIDADE DA PARTÍCULA REDUZ A EFICIÊNCIA DO SISTEMA. 
 
 
8. Deseja-se avaliar o desempenho de dois ciclones em paralelo, ambos do tipo Lapple de 
diâmetro igual a 0,1m para operar com vazão total de 46m3/h com ar (ro = 1,026x10-3 
g/cm3 e viscosidade cinemática = 0,196cm2/s), carregado com partículas de massa 
específica igual a 0,5g/cm3 e vazão mássica igual a 1000g/s. Obtenha o valore da 
eficiência global de coleta, considerando a correlação de Comas (1991) para a influência 
UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 Me. Eng. e Quím. Maurício Schmitt 
 
 
 
 
da concentração de particulados na perda de carga no ciclone, sabendo que a 
distribuição granulométrica do particulado que alimenta o sistema segue o modelo RRB 
segundo: 
Xi = 1 – EXP [-(Di/70)^2,5] 
Di em micrometro (um) 
 
R. 
 
 
 
9. Comparando o resultado obtido no exercício 6 e 8 o que pode concluir? 
UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 Me. Eng. e Quím. Maurício Schmitt 
 
 
 
 
R. AUMENTANDO A VAZÃO MÁSSICA DAS PARTÍCULAS REDUZ A EFICIÊNCIA DO 
SISTEMA. 
 
 
 
10. A ozonização é uma alternativa interessante para a desinfecção de águas nas estações 
de tratamento, na desinfecção final do efluente de esgoto sanitário antes da devolução 
para o corpo hídrico, bem como para a remoção de odores. Devido o ozônio ser um gás, 
qual a operação unitária pode ser utilizada para melhorar a absorção do ozônio na água 
a ser tratada? Apresente uma proposta de projeto: 
 
R. Através do fluxo em contracorrente da água a ser tratada e o gás contendo ozônio 
em uma torre/coluna recheada com anéis (rasching ou de Pall) ou selas (de Berl ou 
Intalox). 
 
UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 Me. Eng. e Quím. Maurício Schmitt 
 
 
 
 
 
 
Complete: 
11. __________________ e ___________________ são equipamentos normalmente 
destinados à separação de particulados presentes em uma corrente gasosa, no caso de 
____________________, ou contidos em uma corrente líquida, no caso 
___________________. 
 
R. CICLONES; HIDROCICLONES; CICLONES; HIDROCILONES. 
 
12. Ciclones são dispositivos sem peças móveis, constituídos de uma entrada 
_________________ e duas saídas orientadas no eixo central do equipamento. 
UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 Me. Eng. e Quím. Maurício Schmitt 
 
 
 
 
 
R. LATERAL. 
 
13. Ciclones e hidrociclones são classificados como um separador tipo 
______________________. A fase particulada escoa encostada na 
__________________ em direção do coletor sólido. No seu percurso as partículas 
descrevem trajetória _________________________ sob a ação do arraste da gravidade 
e do atrito com as paredes do equipamento. 
 
R. CENTRÍFUGO; PAREDE; HELICOIDAL 
 
14. A separação de partículas no interior do ciclone ou do hidrociclone é efetuada por ação 
do campo ____________________ resultante da configuração do equipamento e do 
modo com que a suspensão é alimentada. Ciclones seguem configurações do tipo 
___________________ e ____________________, já hidrociclones seguem 
configurações do tipo ______________________ e _________________________. 
 
R. CENTRÍFUGO; LAPPLE; STAIRMAND; RIETEMA; BRADLEY. 
 
15. Equipamentos ciclônicos podem ser operados em __________________, conectados 
sucessivamente, com a finalidade de separar os__________________ oriundos do 
primeiro estágio de separação 
 
R. SÉRIE; FINOS. 
 
16. A adição de dois ou mais equipamentos em ________________________ é útil em 
sistemas que operam com capacidade elevada de _____________________, 
objetivando aumentar a eficiência de coleta. 
 
R. PARALELO; PARTICULADOS. 
 
17. O ___________________ é formado por uma coluna preenchida pela fase particulada 
que permanece imóvel quando posta em contato com o escoamento de uma fase fluída. 
 
R. LEITO FIXO 
 
18. A cromatografia é uma técnica de separação que apresenta uma fase móvel chamada 
eluente e um ______________________ também chamado de coluna cromatográfica 
ou fase fixa. 
 
R. LEITO FIXO 
UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 Me. Eng. e Quím. Maurício Schmitt 
 
 
 
 
 
19. Um fluído com sólidos suspensos pode ter separados as partículas sólidas pelas 
operações unitárias de ___________________________ ou 
_______________________. 
 
R. SEDIMENTAÇÃO; FILTRAÇÃO 
 
20. Para acelerar o processo de filtração pode ser aplicado uma força sobre a suspensão a 
ser filtrada ou uma depressão na no lado oposto ao do elemento filtrante, estes 
processos podem ser exemplificado pelos equipamentos chamados filtro 
_________________________ e filtro _______________________, respectivamente. 
R. PRENSA; A VÁCUO 
21. Para remoção de matéria orgânica ou cloro da água pode ser utilizado um filtro com 
_______________________________ como elemento filtrante. 
R. CARVÃO ATIVADO 
 
22. Associe a palavras com a posição no ciclone: 
(1) Entrada da mistura gás/partícula 
(2) Escoamento descendente 
(3) Coletor de sólidos 
(4) Descarga do gás/partículas finas 
(5) Escoamento ascendente 
(6) Partículas 
UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 Me. Eng. e Quím. Maurício Schmitt 
 
 
 
 
 
R. sentido horário 12h = 4; 5; 6; 3; 2; 1 
23. A presença de particulados reduz a diferença de pressão. Esse efeito está diretamente 
associado à diminuição do valor da componente tangencial de velocidade do gás, 
conforme ilustra a figura abaixo: 
UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 Me. Eng. e Quím. Maurício Schmitt 
 
 
 
 
 
O que pode ser concluído quanto a influência da concentração de partículas na 
velocidade do gás? 
R. QUANTO MAIOR A CONCENTRAÇÃO DE PARTÍCULAS MENOR SERÁ A VELOCIDADE DO GÁS