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TECNOLOGIA QUÍMICA I Aula nº 1 (Aula teórico-práctica) Nov 2022 Sumário: CAP. I: Sólidos e suas propriedades Teórico - prática Sólidos e suas propriedades 1 TECNOLOGIA QUÍMICA I Propriedades dos sólidos particulados As propriedades dos sólidos particulados são fundamentais para o estudo de muitas operações unitárias tais como: Redução de tamanho; Fluidização; Transporte pneumático; Centrifugação; Decantação/sedimentação; Filtração. Sólidos e suas propriedades 2 TECNOLOGIA QUIMICA I Propriedade de sólidos – Forma A forma e composição das partículas é determinada pelo sistema cristalino dos sólidos naturais e no caso dos produtos industriais pelo processo de fabrico. A forma é uma variável muito importante. Como propriedades mais utilizadas que se deve ter em conta na indústria são: Forma; Esfericidade, Diâmetro equivalente; Densidade; Dureza; Fragilidade; Aspereza Sólidos e suas propriedades 3 TECNOLOGIA QUÍMICA I Porosidade; Densidade aparente. A forma de uma partícula pode ser expressa pelos factores de forma relacionados com a área superficial e volume da partícula. O que calcular? Superfície externa de cada partícula, (S): S = a D2 Para a esfera: S = π D2, então a = π em que: D = Diâmetro (Tamanho característico) Sólidos e suas propriedades 4 TECNOLOGIA QUÌMICA I Para o cubo: S = 6 D2, então a = 6 em que: D = face (Tamanho característico). 2. Volume da partícula (V): V = b D3 Para a esfera: V = D3 Sendo b = ; Para o cubo: V = D3; isto quer dizer que b = 1. Sólidos e suas propriedades 5 TECNOLOGIA QUÍMICA I A forma de uma partícula pode ser expressa pelos factores de forma relacionados com a área superficial e volume da partícula. 3. Factor Forma (λ): λ = Esfera: λ = 6 Cubo: λ = 6 Sólidos e suas propriedades 6 TECNOLOGIA QUÍMICA I Muitos produtos de operação de moagem possuem λ = 10,5; Para muitas variedades de pós, o valor de λ varia de 7 a 8; Para partículas laminares de mica, λ = 55; A forma de uma partícula pode ser expressa pelos factores Forma relacionados com a área superficial e volume da partícula. 4. Número de partículas da amostra (N): N = = = = Sólidos e suas propriedades 7 TECNOLOGIA QUÍMICA I 5. Superfície Externa, (S) S = S N = a D2 = = S = ou S = 6. Superfície Específica Seja uma partícula de volume Vp e área Se Volume da esfera: Vp = (deq)3 deq = Sólidos e suas propriedades 8 TECNOLOGIA QUÍMICA I Ap = π x d2eq Em que: deq = diâmetro equivalente da esfera 7. Esfericidade Por definição a esfericidade é: 𝛟 = 𝛟 = Sólidos e suas propriedades 9 TECNOLOGIA QUÍMICA I 𝛟 = 𝛟 = 𝛟 = Vp = (deq)3 Sólidos e suas propriedades 10 TECNOLOGIA QUÍMICA I Tabela 1.1: Valores de esfericidade de alguns materiais Sólidos e suas propriedades 11 Material 𝛟 Esfericidade Areia fina de Ottawa 0,95 Areia arredondada 0,83 Pó de carvão 0,73 Pó de vidro 0,65 TECNOLOGIA QUÍMICA I Número de partículas Dada uma massa, m, de partículas, de densidade, ρ, e volume Vp, o número total de partículas, N pode ser calculado como: N = Ou N = Sólidos e suas propriedades 12 TECNOLOGIA QUÍMICA I Problema: Calcular a esfericidade e o diâmetro equivalente de um cubo de aresta 1 cm. Sólidos e suas propriedades 13
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