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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA Lista de Exercícios Fluidização e Leito de Jorro 1. Uma Um leito cilíndrico de diâmetro interno de 0,7 m com 550 kg de partículas (ρp = 1100 kg/m3) de 0,8 mm de diâmetro e esfericidade 0,87 opera com ar a 25°C (ρ = 2,5 kg/m3; µ = 1,8x10-5 kg/m.s) na condição de mínima fluidização, correspondendo a uma fração de vazios de 0,47. Determine: a) A altura do leito em condições de mínima fluidização. b) A queda de pressão em condições de mínima fluidização. c) A velocidade superficial do fluido em condições de mínima fluidização. Resp: Hmf = 2,46 m; -∆Pmf = 14,02 kPa; qmf = 0,248 m/s 2. Em uma experiência de laboratório, utilizou-se um leito fluidizado de partículas de diâmetro igual a 43 mm, massa específica 3,2 g/cm3 e esfericidade 0,7. O leito tem 12 cm de diâmetro e deve ser fluidizado com ar a 20°C e 1 atm (ρ = 1,205 kg/m3; µ = 1,77x10-4 kg/ms). A porosidade do leito na mínima fluidização é 0,49. Determine: (Dados: g = 9,81 m/s2; 1 m coluna de água = 9806,65 Pa) a) A massa de partículas, em kg, para obter uma queda de pressão no leito, na condição de mínima fluidização, igual a 70 cm de coluna de água. b) A altura do leito na mínima fluidização, em metros. c) A velocidade superficial do fluido, em cm/s, na condição de mínima fluidização, sabendo que o sistema está em regime laminar. Resp: A = 3,77x10-1 m2, mp = 263,8 kg, Hmf = 0,43 m; qmf = 0,0106 m/s = 1,06 cm/s. 3. Deseja-se projetar um sistema de fluidização destinado à secagem de um produto químico, conhecendo-se: Diâmetro do secador = 30 cm Carga de sólido: 39 kg Massa específica das partículas = 2,1 g/cm3 Características das partículas: Dp = 90µm; φ = 0,8 Altura do leito na mínima fluidização = 50 cm Alimentação: ar a 150ºC (ρ = 8,4x10-4 g/cm3, µ = 2,3x10-4 poise) Para uma velocidade de ar de duas vezes a da mínima fluidização, determinar: a) A queda de pressão no leito; b) A altura do distribuidor formado por esferas de aço de 200µm, tal que a queda de pressão através deste seja de 10% da queda no leito (εd = 0,38); c) A potência do soprador Resp: ∆P = 5,41x104 bárias = 54 cmH2O; H = 8 cm; Pot.(HP) = 0,01 C.V. 4. Deseja-se secar um cereal em leito de jorro; determinar a queda de pressão e a potência do soprador para o leito operando numa velocidade de 3 vezes a de jorro mínimo e pressão atmosférica. Dados: Sobre o equipamento: Diâmetro da coluna = 30cm Ângulo do cone = 60° Diâmetro do orifício de alimentação de gás (Di = 7cm) Altura de carga (H) = 100 cm Volume total (vol. cilindro + Vol.cone) = 56500 cm3 Sobre a carga: Partículas com dimensão = 2 mm (esfericidade = 0,7) Densidade do cereal = 1,2 g/cm3 Porosidade do leito expandido = 0,50 OBS.: a carga de projeto deve ser o menor valor entre 1 m de altura e 30% da carga máxima. Resp: ∆Pmáx=47,2 cmH2O; ∆Pmáx=39,24 cmH2O; qJmin=63,0132 cm/s; Pot. =1,15 ≈ 2 CV
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