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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS Análise Granulométrica UC: Operações Unitárias I Professor: Patrícia Fazzio Martins Equipe: Diadema - SP Junho / 2013 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS SUMÁRIO 1. Introdução ............................................................................................................................ 1 2. Objetivos ............................................................................................................................... 2 3. Materiais e Métodos ........................................................................................................... 2 3.1. Materiais ..................................................................................................................................................................... 2 3.2. Métodos ....................................................................................................................................................................... 2 3.3. Descrição dos Cálculos .................................................................................................................2 4. Resultados e Discussões ................................................................................................... 3 1.1. Modelo de Gates-Gaudin-Schulman (GGS) ........................................................................6 1.2. Modelo de Rosin-Rammler-Bennet (RRB) ........................................................................8 1.3. Modelo Log-Normal .............................................................................................................. 10 5. Conclusão ............................................................................................................................12 6. Sugestão ...............................................................................................................................13 7. Referências Bibliográficas ..............................................................................................13 ÍNDICE DE TABELAS UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS Tabela 1: Modelos para ajuste de curva de distribuição acumulada. ........................................2 Tabela 2. Massa inicial e final das peneiras, com suas respectivas aberturas e massa retida. ....3 Tabela 3.Frações retidas, acumuladas e diâmetros médios da amostra AM-06. .......................4 Tabela 4. Valores de abertura, diâmetro médio, fração mássica e a razão fração mássica/diâmetro médio. ........................................................................................................6 Tabela 5. Dados calculados para o modelo GGS. ....................................................................6 Tabela 6. Dados calculados para o modelo RRB. ....................................................................8 Tabela 7. Dados calculados para o modelo Log-Normal. ...................................................... 10 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Peneiras ...................................................................................................................3 Figura 2: Equipamento montado sobre plataforma de vibração ...............................................3 Figura 3. Histograma da amostra AM-06. ...............................................................................4 Figura 4. Distribuição acumulada da amostra AM-06. ............................................................5 Figura 5. Curva teórica com pontos experimentais para o modelo GGS. .................................7 Figura 6. Fração acumulada teórica em função da fração acumulada experimental para o modelo GGS. ..........................................................................................................................8 Figura 7. Curva teórica com pontos experimentais para o modelo RRB. .................................9 Figura 8. Fração acumulada teórica em função da fração acumulada experimental para o modelo RRB. ........................................................................................................................ 10 Figura 9. Curva teórica com pontos experimentais para o modelo Log-Normal. .................... 11 Figura 10. Fração acumulada teórica em função da fração acumulada experimental para o modelo Log-Normal. ............................................................................................................ 12 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS TERMO DE HONESTIDADE E AUTENTICIDADE Os autores deste relatório atestam que não houve plágio, fraude e/ou falta de honestidade na confecção deste documento. Os autores confirmam que o conteúdo deste relatório (incluindo texto, dados, figuras, tabelas e entre outros) foi resultado de observações do próprio grupo de autores, excluídas as citações devidamente referenciadas. Os autores também atestam que não foram utilizados relatórios de outros grupos como referência na preparação deste relatório. ENSAIO: Análise Granulométrica DATA: 13/06/2013 AUTORES: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS Resumo Análise granulométrica baseia-se na distribuição de tamanho de uma amostra de partículas por meio de peneiras padronizadas, formando uma série com abertura de malhas cada vez mais finas formando uma progressão geométrica. Permite gerar modelos que podem ser aplicados em controle de qualidade de um produto e no projeto de equipamentos. Neste experimento foi determinada a caracterização da amostra sólida particulada por via seca, analisado sua distribuição granulométrica, testado os modelos GGS, RRB e log normal, e calculado a diâmetro de Sauter. O procedimento foi realizado com o conjunto de peneiras e uma plataforma vibratória. A distribuição de grãos foi coletada e posteriormente foi construído um histograma e elaborado gráficos e tabela para testar os modelos de distribuição granulométrica. Concluiu que não houve uma distribuição normal e que nenhum dos modelos testados se adequou razoavelmente à distribuição da amostra, onde os diâmetros de Sauter calculados para cada modelo eram muito divergentes entre si. Possivelmente ocorreu alguma falha na realização do experimento distorceu a autenticidade dos dados, apresentando resultados que contradisseram com os resultados que eram esperados. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 1 1. Introdução Na indústria a separação de fases é de grande importância sendo que grande parte do equipamento de processamento é dedicado a separar uma fase de um material de outra. Diversas técnicas são empregadas com o intuito da separação de fases de um mesmo componente ou misturas heterogenias, tais técnicas são baseadas nas propriedades físicas da partícula, como tamanho, forma e densidade. O peneiramento consiste de um método de separação de partículas baseado no tamanho das mesmas. (MCCABE, 2005). A análiseda distribuição de tamanho de uma amostra de partículas depende do equipamento de medida utilizado. Uma das técnicas mais simples e diretas é feita por meio de peneiras padronizadas, formando uma série com abertura de malhas cada vez mais finas. A amostra é colocada na parte superior da coluna de peneiras que por sua vez é posicionada sobre um vibrador. O movimento vibratório faz com que as partículas passem pelas malhas de modo que as mais finas alcancem a panela ou bandeja cega no fim da coluna. Após certo tempo, previamente determinado, o material retido em cada uma das peneiras do sistema é retirado e pesado (GAUTO, 2011). A razão entre o número de orifícios por polegada linear é ajustada para que entre uma peneira e a seguinte da séria ocorra uma progressão geométrica dos tamanhos dos furos (FOUST, 2008). A primeira escala granulométrica foi proposta por Rittinger e obedeceu à equação: (Equação 1) an = abertura de ordem n; a0 = abertura de referência (a0 = 1 mm); r = razão de escala (r = √ 2). A U.S. Tyler Company alterou a escala de Rittinger, tomando como abertura de referência 74 μm. Esta escala tornou-se de uso geral em todo o mundo. (CARRISSO, 2004) UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 2 O resultado de um ensaio em peneiras é apresentado inicialmente em forma tabela, apresentando todas as informações relacionadas às peneiras e ao material retido em cada uma delas. Estes resultados são então ajustados por modelos de distribuição de tamanho de partículas, como o Gates-Gaudin-Schumann (GGS), Rosin-Ramler-Bennet (RRB) e distribuição Log-normal. Esta distribuição também pode ser calculada por meio de diâmetros médios, como o de Sauter, que é definido como diâmetro de uma esfera que apresenta a mesma razão do volume pela área superficial da partícula de interesse, fornecendo dados intrínsecos que ajudam a determinar o tamanho da partícula. (FOUST, 2008). Os resultados aplicados aos modelos que melhor ajustam os dados descrevem o comportamento da amostra. A análise granulométrica gera modelos que podem ser utilizados em diversas áreas, como no controle de qualidade de um produto e no projeto de equipamentos. 2. Objetivos Analisar a caracterização de uma amostra de sólidos particulados através da técnica de peneiramento quanto a sua distribuição granulométrica, ajustar os parâmetros dos modelos GGS, RRB e Log normal para testa-los e calcular o diâmetro de Sauter. 3. Materiais e Métodos Neste item é explicitada a lista de materiais utilizados no experimento, bem como o procedimento experimental utilizado. 3.1. Materiais As Figuras 1 e 2 apresenta o equipamento para realização do experimento. Os números em destaque são utilizados para facilitar a apresentação de cada item. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 3 Figura 1: Peneiras Figura 2: Equipamento montado sobre plataforma de vibração Em que temos: (1) Peneira Bertel Tyler 9; (2) Peneira Bertel Tyler 16; (3) Peneira Bertel Tyler 32; (4) Peneira Bertel Tyler 60; (5) Peneira Bertel Tyler 115; (6) Peneira Bertel Tyler 250; (7) Fundo das peneiras; (8) Plataforma de vibração; Também foi utilizado como auxílio: - Uma balança semi-analítica; - Um pincel; - Um béquer de 1L; - Duas espátulas; (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 2 3.2. Métodos Foram pesadas as seis peneiras utilizadas. Após a pesagem montou-se o sistema das peneiras empilhadas junto com a plataforma vibratória conforme as Figuras 1 e 2. As peneiras foram colocadas progressivamente segundo a medida Tyler de cada peneira. Assim pesou-se então 500g da amostra AM-06, colocou-se a amostra no sistema e programou-se o agitador para 10 minutos. Passado este tempo, pesou-se cada peneira e o fundo com as respectivas amostras retidas. Limparam-se as peneiras e o fundo. 3.3. Descrição dos Cálculos Para ajustar a curva de distribuição acumulada usaram-se métodos estatísticos como a distribuição de Gates – Gaudin – Schumann (GGS), a distribuição de Rosin – Rammler – Bennet (RRB), e a distribuição de Log – Normal juntamente com a ferramenta solver do Excel, para poder analisar qual método melhor se ajusta a distribuição acumulada da amostra analisada. A Tabela 1 apresenta os parâmetros, método de verificação e algumas observações de cada método (Roteiro Experimental: ANÁLISE GRANULOMÉTRICA). Tabela 1: Modelos para ajuste de curva de distribuição acumulada. Modelo Parâmetros Verificações Observações GGS D ≤ K x = (D / K) m m > 0 K = D100 Ln(x) vs Ln (D) Reta Se m = 1 Distribuição Uniforme Geralmente m > 1 RRB x = 1 – exp[-(D/D`)n] n > 0 D` = D63.2 Ln[Ln(1/1-x)] vs Ln (D) Reta A forma de S na curva é verificada se n > 1 Log – Normal x =│1+erf(z)│/2 z = Ln(D/D50)/(Ln(σ)√2) erf(z) = [2/π]∫exp(-z2)dz σ = (D84,1/D50) σ = (D50/D15,9) σ ≥ 1 x em papel Log-probabilidade vs Ln (D) Reta Se σ = 1 Todas partículas do mesmo tamanho UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 3 Também foi calculado com ajuda destes métodos aplicados, o diâmetro médio de Sauter, segundo a Equação 2 (Roteiro Experimental: ANÁLISE GRANULOMÉTRICA). . (Equação 2) Em que: D = diâmetro médio de Sauter; ∆xi é a fração mássica retida nas malhas da peneira considerada; 4. Resultados e Discussões Sabendo que as peneiras foram pesadas antes e após o tempo de agitação, tem-se as informações coletadas experimentalmente na Tabela 2. Tabela 2. Massa inicial e final das peneiras, com suas respectivas aberturas e massa retida. Bandejas Mesh Tayler Abertura (mm) Massa da Peneira Inicial (g) Massa da Peneira Final (g) Massa Retida (g) 1 9 2,000 384,200 386,800 2,600 2 16 1,000 375,300 560,200 184,900 3 32 0,500 349,700 575,300 225,600 4 60 0,250 348,700 362,600 13,900 5 115 0,125 334,400 402,500 68,100 6 250 0,063 318,400 323,300 4,900 F F* - 317,700 317,700 0,000 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 4 Assim com os valores da Tabela 2 é possível calcular as frações retidas, bem como a fração acumulada e os diâmetros médios (Tabela 3), e construir um histograma com a distribuição das partículas, bem como a curva de distribuição acumulada (Figura 3 e Figura 4). Tabela 3. Frações retidas, acumuladas e diâmetros médios da amostra AM-06. Bandejas Abertura (mm) Massa Retida (g) Fração Retida (Δxi) Fração Acumulada Fração Acumulada Diâmetro médio (Dm) 1 2,000 2,600 0,005 1,000 0,005 2,000 2 1,000 184,900 0,370 71,115 0,375 1,500 3 0,500 225,600 0,451 86,769 0,826 0,750 4 0,250 13,900 0,028 5,346 0,854 0,375 5 0,125 68,100 0,136 26,192 0,990 0,188 6 0,063 4,900 0,010 1,885 1,000 0,094 F 0,000 0,000 0,000 0,000 1,000 0,032 Figura 3. Histogramada amostra AM-06. 0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 2,000 1,500 0,750 0,375 0,188 0,094 0,032 Fr aç ão Re tid a E xp er im en ta l Diâmetro Médio das Partículas Amostra AM-06 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 5 Figura 4. Distribuição acumulada da amostra AM-06. ,0000 ,20000 ,40000 ,60000 ,80000 1,0000 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 Fra çã o A cu m ula da Ex pe rim en ta l Diâmetro Médio das Partículas Distribuição Acumulada Distribuição Acumulada Polinômio (Distribuição Acumulada) De acordo com a Figura 3 e Figura 4, é possível observar que a amostra não teve um comportamento normal, ou seja, não apresenta um histograma com comportamento próximo a uma Gaussiana, já que a bandeja 4 teve um valor muito pequeno em relação a bandeja seguinte, isso pode ter ocorrido por falta de agitação, pois as partículas maiores acabaram por impedir a passagem das partículas finas, ocasionando a retenção de partículas na bandeja 3, e as partículas que passaram com diâmetro menor do que a bandeja 4 se acumularam na bandeja seguinte causando a queda brusca de massa retida nesta bandeja, aproximando sua curva de uma distribuição bimodal. Também é possível calcular o diâmetro médio de Sauter (Equação 2), que é de 0,5696 mm, conforme demonstrado na Tabela 4, alem da média (0,7054) e desvio padrão (0,0765) do tamanho médio das partículas. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 6 Tabela 4. Valores de abertura, diâmetro médio, fração mássica e a razão fração mássica/diâmetro médio. Bandejas Abertura (mm) Massa Fração Retida (Δxi) Diâmetro médio (Dm) Δxi/Dm 1 2,000 2,600 0,005 2,000 0,003 2 1,000 184,900 0,370 1,500 0,247 3 0,500 225,600 0,451 0,750 0,602 4 0,250 13,900 0,028 0,375 0,074 5 0,125 68,100 0,136 0,188 0,726 6 0,063 4,900 0,010 0,094 0,104 F 0,000 0,000 0,000 0,032 0,000 1.1. Modelo de Gates-Gaudin-Schulman (GGS) Para o cálculo deste modelo, utilizou-se do diâmetro médio das partículas e da fração retida acumulada nas peneiras, alem do diâmetro da partícula que tinha distribuição acumulada de 100%, conforme: x = (D / K) m (Equação 3) K=D100 Utilizando-se da ferramenta Solver do Excel o parâmetro m foi encontrado (m= - 0,2928) minimizando ∑(Xexp – Xteórica) 2 , conforme Tabela 5. Tabela 5. Dados calculados para o modelo GGS. Bandejas Fração Acumulada Experimental (Δxe) Diâmetro médio (Dm) Fração Retida Teórica (Δxt) (Δxe- Δxt)² 1 0,005 2,000 0,4085 0,1626 2 0,375 1,500 0,4444 0,0048 3 0,826 0,750 0,5444 0,0794 4 0,854 0,375 0,6669 0,0350 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 7 Bandejas Fração Acumulada Experimental (Δxe) Diâmetro médio (Dm) Fração Retida Teórica (Δxt) (Δxe- Δxt)² 5 0,990 0,188 0,8169 0,0300 6 1,000 0,094 1,0000 0,0000 Somatório 0,3119 Assim é possível notar que o modelo não se encaixa na descrição da distribuição, pois o parâmetro m encontrado é menor do que 0, demonstrando sua irregularidade, conforme demonstrado na Figura 5, onde a curva teórica apresenta comportamento diferente dos pontos experimentais, e na Figura 6, onde o valor de R²=0,678. Lembrando que o diâmetro de Sauter também foi calculado para este modelo, tendo um valor de 0,0556 mm, confirmando que o experimento não pode ser explicado por este modelo. Figura 5. Curva teórica com pontos experimentais para o modelo GGS. ,0000 ,20000 ,40000 ,60000 ,80000 1,0000 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 Fra çã o A cu m ula da Diâmetro Médio das Partículas Modelo GGS Distribuição Acumulada Teorica Distribuição Acumulada Experimental UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 8 Figura 6. Fração acumulada teórica em função da fração acumulada experimental para o modelo GGS. y = 0,472x + 0,328 R² = 0,678 ,0000 ,20000 ,40000 ,60000 ,80000 1,0000 0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 Fra çã o A cu m ula da Té or ica Fração Acumulada Experimental Modelo GGS Distribuição Acumulada Linear (Distribuição Acumulada) 1.2. Modelo de Rosin-Rammler-Bennet (RRB) Para o cálculo deste modelo, utilizou-se do diâmetro médio das partículas e da fração retida acumulada nas peneiras, alem do diâmetro da partícula que tinha distribuição acumulada de 63,2%, conforme: x = 1-exp[-(D/D’)n] (Equação 4) D’=D63,2 Utilizando-se da ferramenta Solver do Excel o parâmetro n foi encontrado (n= 2) minimizando ∑(Xexp – Xteórica) 2 , conforme Tabela 6. Tabela 6. Dados calculados para o modelo RRB. Bandejas Fração Acumulada Experimental (Δxe) Diâmetro médio (Dm) Fração Retida Teórica (Δxt) Δxe-Δxt (Δxe-Δxt)² 1 0,005 2,000 0,5767 -0,5715 0,3266 2 0,375 1,500 0,1668 0,2082 0,0433 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 9 Bandejas Fração Acumulada Experimental (Δxe) Diâmetro médio (Dm) Fração Retida Teórica (Δxt) Δxe-Δxt (Δxe-Δxt)² 3 0,826 0,750 0,0990 0,7272 0,5289 4 0,854 0,375 0,3855 0,4685 0,2195 5 0,990 0,188 0,5433 0,4469 0,1997 6 1,000 0,094 0,6164 0,3836 0,1472 Somatório 1,4652 Assim é possível notar que o modelo também não se encaixa na descrição da distribuição, pois conforme demonstrado na Figura 7, a curva teórica apresenta comportamento muito diferente dos pontos experimentais, e na Figura 8, o valor de R² é 0,001, demonstrando sua inadequação da distribuição analisada. Lembrando que o diâmetro de Sauter também foi calculado para este modelo, tendo um valor de 0,0908 mm, confirmando que o experimento não pode ser explicado por este modelo. Figura 7. Curva teórica com pontos experimentais para o modelo RRB. ,0000 ,20000 ,40000 ,60000 ,80000 1,0000 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 Fra çã o A cu m ula da Té or ica Diâmetro Médio das Partículas Modelo RRB Fração Acumulada Teorica Fração Acumulada Experimental UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 10 Figura 8. Fração acumulada teórica em função da fração acumulada experimental para o modelo RRB. y = 0,023x + 0,381 R² = 0,001 ,0000 ,10000 ,20000 ,30000 ,40000 ,50000 ,60000 0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 Fr aç ão Ac um ula da Té or ica Fração Acumulada Experimental Modelo RRB Fração Acumulada Linear (Fração Acumulada) 1.3. Modelo Log-Normal Para o cálculo deste modelo, utilizou-se do diâmetro médio das partículas e da fração retida acumulada nas peneiras, alem do diâmetro da partícula que tinha distribuição acumulada de 50% e 84,1%, demonstrado na Tabela 7, conforme: x =│1+erf(z)│/2 (Equação 5) z = Ln(D/D50)/(Ln(σ)√2) erf(z) = [2/π]∫exp(-z2)dzσ = (D84,1/D50)= (D50/D15,9) Tabela 7. Dados calculados para o modelo Log-Normal. Bandejas Fração Acumulada Experimental (Δxe) Diâmetro médio (Dm) Z ERF Fração Retida Teórica (Δxt) 1 0,005 2,000 0,362 0,391 0,6956 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 11 Bandejas Fração Acumulada Experimental (Δxe) Diâmetro médio (Dm) Z ERF Fração Retida Teórica (Δxt) 2 0,375 1,500 0,124 0,139 0,5693 3 0,826 0,750 0,451 0,476 0,7381 4 0,854 0,375 1,025 0,853 0,9264 5 0,990 0,188 1,599 0,976 0,9881 6 1,000 0,094 2,171 0,998 0,9989 Somatório 4,9164 Assim é possível notar que este modelo também não se encaixa na descrição da distribuição, pois conforme demonstrado na Figura 9, a curva teórica não representa o comportamento dos pontos experimentais, e na Figura 10 o valor de R² é 0,610, demonstrando sua inadequação para a distribuição analisada. Lembrando que o diâmetro de Sauter também foi calculado para este modelo, tendo um valor de 0,0498 mm, confirmando que o experimento não pode ser explicado por este modelo. Figura 9. Curva teórica com pontos experimentais para o modelo Log-Normal. ,0000 ,20000 ,40000 ,60000 ,80000 1,0000 1,20000 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 Fra çã o A cu m ula da Té or ica Diâmetro Médio das Partículas Modelo Log Normal Distribuição Acumulada Experimental Distribuição Acumulada Teorica UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 12 Figura 10. Fração acumulada teórica em função da fração acumulada experimental para o modelo Log-Normal. y = 0,346x + 0,585 R² = 0,610 ,0000 ,20000 ,40000 ,60000 ,80000 1,0000 1,20000 0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200 Fra çã o A cu m ula da Té or ica Fração Acumulada Experimental Modelo Log Normal Distribuição Acumulada Linear (Distribuição Acumulada) 5. Conclusão Analisando os dados obtidos, foi presumido que houve uma interferência na realização do experimento, o que explicaria o porquê nenhum dos modelos testados se aproximou com a distribuição da amostra, comprovada pela má representação dos pontos pelas curvas observadas no gráfico de cada modelo, com coeficientes de determinação muito baixos e valores de diâmetro médio de Sauter muito divergente entre os modelos. Observando o histograma da distribuição do açúcar, é possível notar que muito da amostra ficou retida na 3ª peneira, apenas uma pequena quantidade de grãos com diâmetro muito menor conseguiu passar pela peneira, pois dos 17,5% dos grãos, em massa, que passaram da 3ª peneira, apenas 3% ficou retida na 4ª peneira enquanto que os outros 14,5% ficaram praticamente todos retidos na 5ª peneira. Isso provavelmente se deve pela aglomeração, devido à humidade, de vários grãos pequenos que acabaram deixando de passa UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 13 pela peneira e bloqueando a passagem de outros grãos não aglutinados. Uma agitação mais duradoura e intensa poderia ajudar a dispersar melhor os grãos e obter assim um resultado mais condizente com o esperado. Uma segunda coleta dos dados com o açúcar mais seco seria primordial para comprovar se teve interferência da humidade no resultado ou se a distribuição granulométrica da amostra segue esse padrão não usual. 6. Sugestão Sugere-se a esse experimento, a realização de duas ou mais tomadas de dados, com diferentes durações e intensidades de agitação para poder observar a relevância desse fator na coleta dos dados. 7. Referências Bibliográficas MCCABE, WARREN L.; SMITH, JULIAN C.; HARRIOTT, PETER. Unit operations of chemical engineering. 7th ed. Boston: McGraw-Hill Higher Education, 2005 GAUTO, MARCELO A.; ROSA, GILBER R. Processos e Operações Unitárias da Indústrica Química. Rio de Janeiro: Editora Ciência Moderna Ltda., 2011, págs. 250-252. FOUST, A. S., WENZEL, L. A., CLUMP, C. W., MAUS, L., ANDERSEN, L. B., Princípios das Operações Unitárias. Tradução Horacio Macedo. 2. Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011 DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA, UNIFESP, CAMPUS DIADEMA. Análise Granulométrica. Curso de Engenharia Química, UC: Operações Unitárias I. 2013
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