Propriedades dos Sólidos Particulados

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
OPERAÇÕES UNITÁRIAS I
Aula 02: – Caracterização de sólidos particulados
Profa. Andrea L O Ferreira
andrea.ferreira@academico.ufpb.br
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INTRODUÇÃO
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Forma das Partículas
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É a relação entre a massa total (partícula + fluido/ar) e o 
volume total do leito, ou seja, a massa total do leito poroso 
dividida pelo volume total do leito poroso.
Proporção de 
Sólido
Densidade do 
Sólido Porosidade
Densidade 
do Fluido
Pode-se calcular por meio de um balanço de
massa a partir das densidades do sólido e do
fluido, que muitas vezes é o ar.
ρa = (1- ε).ρp + ε.ρf
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H) Superfície externa da partícula (s)
O valor do parâmetro a depende da forma da partícula. Para cubos, é 
igual a 6 e, para esferas, vale .
𝑠 = 𝑎𝐷2
I) Volume da partícula (v)
𝑣 = 𝑏𝐷3
O parâmetro b também depende da forma da partícula, sendo igual a 1
para partículas cúbicas e /6 para partículas esféricas.
Como caracterizar partículas?
Usa-se um comprimento característico:
Ex.: D para esferas
L para cubos, etc
Irregular – escolhe dimensão arbitrariamente.
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J) Fator de forma ()
 = 𝑎/𝑏
 É igual a 6,0 para cubos e esferas, sendo maior para partículas 
irregulares. Muitos produtos de operações de moagem tem 
aproximadamente igual a 10,5. 
 Para materiais pulverizados  varia de 7 a 8 e, para partículas 
laminares de mica, é igual a 55.
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K) Número de partículas da amostra (N)
Sendo M a massa da amostra e  a densidade do sólido, o número de 
partículas será: 
N =
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡í𝑐𝑢𝑙𝑎
=
𝑀
𝑏𝐷3𝜌
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L) Superfície externa (S)
𝑆 = 𝑁𝑠 =
𝑀
𝑏𝐷3𝜌
𝑎𝐷2 =
𝜆𝑀
𝐷𝜌
M) Superfície específica
𝑆
𝑀
=
𝜆
𝐷𝜌
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1. Com o auxílio de um microscópio
2. Por peneiramento: fazer passar por malhas progressivamente.
O tamanho corresponde ao comprimento apropriado entre as
peneiras anterior e posterior.
3. Decantação: o material é posto numa suspensão que se deixa 
em repouso durante um certo tempo, findo o qual o nível dos 
sólidos decantados terá descido. A partir das frações de massa 
separadas, calcula-se o tamanho da partícula.
Geralmente, usa-se a lei de Stokes
𝑣 =
𝑔𝐷2 𝜌 − 𝜌𝑓
18 × 106𝜇𝑓
𝐷 = 1355
𝑣𝜇
𝜌 − 𝜌𝑓
1/2
Tamanho da partícula – (Materiais Homogêneos e uniformes)
Com esse valor de D, obtêm-se as
outras caraterísticas da partícula.
4. Elutriação:
O princípio empregado é o mesmo, porém a suspensão é mantida em
escoamento ascendente através de um tubo. Variando-se a velocidade de
escoamento, descobre-se o valor necessário para evitar a decantação das
partículas. Esta será a velocidade de decantação do material.
5. Centrifugação:
A força gravitacional é substituída por uma força centrífuga cujo valor
pode ser bastante grande. É útil principalmente quando as partículas são
muito pequenas e, por conseqüência, têm uma decantação natural muito
lenta.
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Itens 3, 4 e 5 – partículas