Dispositivos carregadores _ 1_c_2018

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Dispositivos elevadores
Dispositivos elevadores
Equipamento utilizado para grandes inclinações ou transporte na vertical.
Exemplos:
- Elevador 
helicoidal;
- Elevador de 
canecas;
- Elevadores 
pneumáticos.
a) Elevadores de canecas 
a) Dimensionamento.
a.1) velocidade de transporte (usar as Tabelas IV-17 e IV-18).
a) Elevadores de canecas 
b) Dimensões.
b.1) Capacidade 
d
Vwl
C
20035,0
=
d
Vwl
Q
20035,0
=
Se l = d, tem-se
Para obter l ou d, adota-se l = 2w
V
C
w 9,16=
V
Q
w 9,16=
a) Elevadores de canecas 
b) Dimensões.
b.2) Carta para dimensionar elevadores (escoamento contínuo) – FIG IV-28. 
Exemplo: 
C =50 t/h;
Rho = 1,12 t/m3
V = 15 m/min
Resposta: o duto deverá ter 
S = 620 cm2 ou:
V
C
S
190
=
a) Elevadores de canecas 
c) Potência consumida.
Uma vez que o elevador está em 
equilíbrio quando se encontra 
descarregando, a potência consumida 
para acionar o dispositivo é a 
necessária para elevar a carga e 
vencer o atrito entre as peças e a 
resistência imposta pelo material no 
depósito de alimentação. Segundo 
Perry, temos:
152
.HC
P =
Dispositivos pneumáticos
Dispositivos pneumáticos
Conceito:
Quando a vazão da fase fluida excede a velocidade de 
sedimentação livre das partículas, o leito fluidizado perde a sua 
identidade, pois as partículas do sólido são transportadas pela 
corrente do fluido. Normalmente, o ar é a fase fluida. 
Aplicação:
- na descarga de navios graneleiros;
- no transporte de produto de secadores a nebulização;
- no enchimento e no esvaziamento de silos de cimento,
- etc, ...
O transporte pneumático tem sua aplicação industrial destacada 
desde o início do Século XX, devido a algumas de suas características 
principais:
✓Os baixos custos de manutenção e operação
✓A grande variabilidade de produtos transportados
✓A alta flexibilidade dos projetos, podendo haver o transporte 
vertical e/ou horizontal, além de diversos sistemas de alimentação de 
sólidos.
• Princípio do transporte ► suspensão das partículas em uma corrente de ar;
• Movimentação de material suspenso em correntes de ar ► uma das mais
importantes técnicas de manipular substâncias na indústria química;
• Direções de transporte possíveis:
• Tanto na vertical;
• Quanto na horizontal;
• Tamanho da partícula ► tanto substâncias finamente pulverizadas, como
partículas de 1/4 de polegada (0,5 cm);
• Densidade da partícula ► 1 lb/ft3 (0,016 g/cm3) até 200 lb/ft3 (3,20 g/cm3);
• Indústria de fabricação de transportadores ► fornece sistemas completos e
também componentes que podem ser incorporados a projetos especiais;
Dispositivos pneumáticos: características
• A capacidade do transportador pneumático depende :
• da densidade, tamanho e forma das partículas;
• da energia do ar transportador;
• do diâmetro da linha transportadora;
• do comprimento equivalente da linha transportadora;
• Custos de 1995 (PERRY, 7ª Ed.). O equipamento inclui
• motor,
• soprador,
• ciclones,
• conexões para descarga de vagão,
• controle de nível para parar o motor e o soprador se na descarga for
exemplo um silo e este esteja cheio,
• e toda a tubulação necessária (a instalação não está incluída).
• O sistema manual inclui
•os controles mínimos, com a maioria das operações realizadas
manualmente,
•o acoplamento das linhas de alimentação dos silos.
• O sistema automático inclui
•a realização automática da maior parte das operações, com a conversão
das linhas para os silos mediante válvulas controladas automaticamente
pelos sensores de nível nos depósitos.
Sistema Manual x Sistema Automático
Classificação dos Sistemas
► classificam-se os transportadores pneumáticos em cinco tipos 
básicos:
• à pressão;
• à vácuo;
• à pressão e à vácuo, combinados;
• à corrente fluidizada e, 
• à câmara de sopro; 
►O material é lançado numa corrente de ar, a pressão acima da pressão atmosférica, por meio de um
alimentador rotatório;
a) Sistema à pressão
Tamanho
► São usados com material solto;
► Qualquer tamanho até partículas de ¼ in;
Operação
► O ar comprimido provém, em geral, de um
soprador de ação direta;
► Q
b) Sistema à vácuo
► são caracterizados pela movimentação do material numa corrente de ar sob pressão menor que a
atmosférica;
Vantagens
► aspiração direta do material para a linha
transportadora
► sem haver necessidade de um alimentador
giratório;
Interesse
Têm especial interesse os sistemas a vácuo
com vazões menores que 453 kg/h e são
usados p/ transferir material a curta distância;
Aplicação
Muito usado em operações de processamento
de plástico.
c) Sistema à pressão e a vácuo combinados
► mediante vácuo, o material entra no transportador e percorre uma distância 
curta até um separador. 
O material é, então, lançado por um alimentador rotatório na corrente de ar 
comprimido;
d) Sistema de descarga e transporte à pressão e vácuo
e) Sistema à corrente fluidizada
► transferem material previamente fluidizado, finamente dividido, e que normalmente 
não corre solto, através de distâncias curtas; 
Fluidização
É realizada mediante uma 
câmara em que o ar penetra 
através de uma membrana 
porosa. Essa forma o fundo 
do transportador e sobre a 
qual repousa o material.
No início da fluidização, o 
material fica com as 
características de um 
fluido, e pode ser lançado 
a um transportador a ar 
mediante uma 
alimentação rotatória; 
f) Sistema à câmara de sopro
► sua utilização é atualmente restrita. É um tipo de sistema que exige atenção, 
devido aos picos de pressão que podem ocorrer. 
Alumina
Óxido de alumínio
Alimento para bebês
Argila
Barita
Bauxita
Bentonita
Bórax
Carbonato de cálcio
Areia
Gesso
Óxido de ferro
Caulim
Calcário
Magnésio
Leite em pó
Amendoim
Resina de PVC
Açúcar
E muito mais!
Cloreto de cálcio
Negro de fumo
Cimento
Café (cru, torrado, moído)
Detergente
Feldspato
Carvão
Farinha
Cinza
Fluorita
Tipos de materiais tipicamente transportáveis
Um projeto adequado deverá prever o tipo de tubulação a ser utilizada, 
de acordo com o grau de abrasividade e corrosão possivelmente 
gerados pela composição dos materiais. 
O levantamento criterioso destas características poderá exigir do 
projeto a utilização de materiais resistentes como aço inox ou até 
mesmo PVC, sendo que os raios de curvatura deverão ser largos com a 
possibilidade de "chapas de desgaste" que propiciem sua substituição.
Projeto 
Transportar em regime de fase diluída ou fase densa ? 
O engenheiro projetista tem quatro escolhas típicas para 
especificação de um sistema de transporte pneumático.
1. Operação de fase diluída a vácuo
(sensíveis à distância comparado ao sistema de pressão, pois 
possui diferencial máximo de pressão ser de 5,5 a 6,0 psi)
2.Operação de fase diluída sob pressão
(alcançam um diferencial de pressão de 12 psi facilmente)
3.Operação de fase diluída a vácuo-pressão
4. Operação em regime de fase densa sob pressão
A escolha entre operar em regime de fase 
diluída ou densa, depende tipicamente das 
propriedades dos sólidos. Por exemplo, a 
operação a uma velocidade mais baixa é 
comum para os produtos altamente 
abrasivos ou para aqueles que
degradam facilmente.
Transporte pneumático: fases densa e diluída
O transporte pneumático em fase densa (alta pressão; >43psi) pode ser 
o método mais confiável e eficiente para a manipulação de uma grande 
variedade de sólidos secos a granel. 
A definição de transporte pneumático em fase densa significa uma 
pequena quantidade de ar para movimentar uma grande quantidade 
de sólidos a granel de forma pulsante em porções através da linha de 
transporte. Baixas velocidades são utilizadas (0,2-5,0 m/s).
http://www.youtube.com/wat
ch?v=qSe1gWfEyIw&feature=
related
Video fase densa:
http://www.youtube.com/watch?v
=rIqCkrCFSB0&feature=related
Video compressor:
http://www.youtube.com/watch?v=qSe1gWfEyIw&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=rIqCkrCFSB0&feature=related
Os sistemas pneumáticos em fase diluída (baixa pressão; 14psi) utilizam 
grande quantidadede ar para remover quantidades relativamente 
pequenas de material em uma suspensão a altas velocidades (10-30 m/s). 
Utilizam sopradores e/ou ventiladores.
A baixa velocidade de transporte resulta em uma manipulação mais 
delicada dos sólidos altamente abrasivos que não toleram degradação. 
Para muitos materiais frágeis, granulares ou cristalinos, não existe 
processo mais adequado.
http://www.youtube.com/watch?v
=9Q5uwubweqo&feature=fvst
Video ventilador centrífugo:
http://www.youtube.com/watch?v=9Q5uwubweqo&feature=fvst
Fig. – Fase diluída: operação sob pressão
Fig. – Fase diluída: operação sob vácuo
Por simplicidade, uma classificação sugerida por Klizing et al (1997) é dada na tabela abaixo, 
onde tem-se valores para a razão entre vazão mássica do sólido e do fluído:
Dimensionamento de um transportador pneumático
O projeto requer a análise das propriedades do material que deve ser 
transportado (tendência ao torreamento, a facilidade de fragmentação das 
partículas e quaisquer possibilidades do pó explodir com a mistura com 
oxigênio) e das condições operacionais, como as pressões, temperaturas, etc. 
Existem equações disponíveis para se utilizar no dimensionamento de 
equipamentos para transporte pneumático (veja por exemplo: Foust et al, 1982 
p.571; Klizing et al, 1997).
No entanto, a ampla variação das propriedades dos sólidos e as tendências de 
os sólidos se aglomerarem e aderirem às superfícies da parede, fazem com que 
o emprego destas equações seja problemático (exceto quando se trata de 
sólidos que escorrem livremente, com dimensões quase uniformes e elevada 
esfericidade). 
Uso de nomogramas no dimensionamento do equipamento
Os nomogramas a seguir, juntamente com as tabelas adicionais, podem ser 
usados para um projeto inicial. 
A seguir será apresentado um problema. As informações empíricas de projeto 
usadas, assumem que o ar é o fluido de arraste. Para um projeto preliminar, 
estas cartas serão suficientes para o emprego de outros gases, como por 
exemplo o nitrogênio. 
Projetar um sistema de transporte pneumático de sólidos
Exemplo: Admitir um sistema que apresenta os seguintes parâmetros: 
✓ Comprimento: 200 pés de tubo reto com 4” de diâmetro interno
✓ Acessórios: 2 cotovelos de 90º 
✓ Densidade aparente: 60 lb/ft3 (960 kg/m3) 
✓ Vazão mássica de sólidos desejada: 25000 lb/h (cerca de 11340 kg/h) 
Modelo de Projeto – Seguir as Etapas.
Etapa - 1: Determinar o comprimento equivalente da tubulação para o sistema 
Assumir: 
-cotovelos de 90 graus têm um comprimento equivalente de 25 pés (7,6 m);
Logo:
Estima-se que o comprimento equivalente = 200 ft + 2 (25 ft) = 250 ft 
Etapa - 2: Escolher uma velocidade inicial 
de gás para mover as partículas 
Usando a tabela ao lado, seleciona-se a 
velocidade inicial de gás.
No exemplo, o sistema apresenta uma 
velocidade inicial de gás de 7150 ft/min 
(2179m/min).
Etapa - 3: Estimar a vazão de ar 
exigido 
Na Carta 1, trace uma linha reta da 
velocidade inicial para o diâmetro 
do tubo. Prolongue a linha para 
encontrar a vazão de ar. 
Neste sistema, inicia-se usando um 
tubo comum de 4 polegadas de 
diâmetro. 
Este procedimento resulta uma 
vazão de ar inicial de 610 ft3/min.
Considerando que Q=v.A e que 
é a mesma coisa (até mais 
preciso que a leitura)
Etapa - 4: Encontre a relação de 
sólidos 
Na Carta 2 trace uma linha 
conectando a vazão de ar da Etapa 
3 (610 ft3/min) e a capacidade 
requerida do sistema (25000 lb/h).
Agora, conecte o ponto de 
interseção entre a primeira linha 
e a linha do centro com a 
relação de sólidos no extremo 
direito.
Esta linha cruzará a linha de relação de 
sólidos no centro. 
Neste exemplo, tem-se uma relação de 
sólidos de cerca de 9,5. Se a relação de 
sólidos estiver acima de 15, reinicie os 
cálculos para um diâmetro de 
tubulação superior ao escolhido 
anteriormente.
Etapa - 5: Determine o fator de projeto 
para este exemplo 
Na Carta 3, faça a partir do valor do 
diâmetro do tubo (4”) para o volume de gás 
(610 ft3/min). 
Leia-se o fator de projeto na linha central. 
Nesse sistema, o fator de projeto igual a 90.
Etapa - 6: Determine a perda de pressão 
Na Carta 4, faça uma linha a partir do 
comprimento equivalente do sistema 
para o fator de projeto e estenda esta 
linha para a linha no centro do quadro. 
Leia a perda de pressão do sistema no 
ponto de interseção com esta linha. Para 
nosso sistema, é aproximadamente 12,5 
psi (86 kPa). 
250ft
90
9,5
86
Etapa - 6: Determine a perda de pressão 
Se a perda de pressão for maior que 12 
psi para sistemas de pressão (diluída ou 
densa) ou 5 psi para sistemas de vácuo, 
reinicie os cálculos com outro valor de 
diâmetro. 
Embora este exemplo tenha uma queda 
de pressão que, provavelmente ,é muito 
alta, segue-se para a Etapa 7.
250ft
90
9,5
86
Etapa - 7: Determine a potência 
útil requerida pelo sistema 
Na Carta 5, conecte a perda de 
pressão do sistema com a vazão 
de gás e leia as exigências de 
potência útil na linha central. Para 
nosso sistema, este valor 
seria 48 HP.
86
610
Ignorar a linha azul!