Floculação em Estações de Tratamento

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PHD-5745 ENGENHARIA SANITÁRIA: PROCESSOS FISICO-QUÍMICOS I
LISTA DE EXERCÍCIOS 7 - 31/08/2023
FLOCULAÇÃO
Prof. Dr. Sidney Seckler Ferreira Filho
Data de Entrega: 14/09/2023
Exercício 1
Um sistema de floculação mecanizado possui um total de nove câmaras de floculação, sendo dispostas na forma de três linhas em série e cada uma com três câmaras em paralelo (vide Figura abaixo). A vazão afluente à unidade de floculação é igual a 350 L/s e cada câmara possui secção quadrada com largura igual a 4,0 metros e altura de lâmina d’água igual a 4,0 metros. Cada câmara deverá apresentar equipamentos de floculação do tipo fluxo axial com diâmetro de rotor igual a 1,8 metros (K igual a 1,3). Os gradientes de velocidade previstos deverão ser iguais a 60 s-1, 40 s-1 e 20 s-1. Com base nas informações acima, responda as seguintes questões: 
(a) Qual o tempo de detenção hidráulico na unidade de floculação em minutos? O seu valor é adequado? 
(b) Quais deverão serem as rotações impostas aos equipamentos de agitação em rpm de modo a se garantir os gradientes de velocidade exigidos? Indique quais equipamentos deverão trabalhar com gradientes de velocidades iguais a 60 s-1, 40 s-1 e 20 s-1. 
(c) Calcule o parâmetro G.T e avalie se o mesmo é adequado. 
Exercício 2
Uma estação de tratamento de água possui uma unidade de floculação hidráulica de fluxo horizontal dimensionada para uma vazão afluente igual a 100 L/s e que possui um total de 62 canais de escoamento (vide figura) distribuídos ao longo do seu comprimento (18,6 metros). A altura líquida do floculador é igual a 1,2 metros e a largura das curvas 180° é igual a 0,45 metros. Com base nas informações acima, determine: 
(a) Calcule o tempo de detenção hidráulico no sistema de floculação em minutos
(b) Determine o gradiente de velocidade no sistema de floculação (despreze as perdas de cargas distribuídas) para a vazão afluente igual a 100 L/s.
(c) Determine o gradiente de velocidade no sistema de floculação considerando as perdas de carga distribuídas e localizadas para a vazão afluente igual a 100 L/s
(d) Caso a vazão afluente seja aumentada de 100 L/s para 130 L/s, qual deverá ser o novo gradiente de velocidade? – considere todas as perdas de carga localizadas e distribuídas. 
(e) Caso seja necessário manter o mesmo gradiente de velocidade original no sistema de floculação – calculado no item (c) – para a nova vazão afluente igual a 130 L/s, o que pode ser alterado no sistema de floculação? Justifique por meio de cálculos quantitativos. 
Massa específica da água: 998,2 kg/m3
Coeficiente de viscosidade dinâmica da água: 1,00.10-3 N.s/m2
Coeficiente de perda de carga localizada nas curvas 180° igual a 3,2
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