Lista 5 OPERAÇÕES UNITÁRIAS SEDIMENTAÇÃO GAB

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ESCOLA DE QUÌMICA/UFRJ
EQE-473 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS I
PROF. RICARDO A. MEDRONHO
GABARITO DA 5a LISTA DE EXERCÍCIOS
SEDIMENTAÇÃO
Questão 1
Na alimentação:
No underflow:
Do ensaio da proveta:
Regressão linear
, para t < 23 min
r = -0,99999
Regressão de potência:
, para 
Sabemos que:
Para zmin: tmin < tc:
Mas:
Tanto pelo gráfico quanto pela regressão tmin é aproximadamente igual a 18,5 min.
Como d é menor que 5m:
Então:
 e 
Sabemos que: 
Questão 2
Na alimentação:
No underflow:
Do ensaio da proveta:
Sabemos que:
Mas:
Tanto pelo gráfico quanto pela regressão tmin é aproximadamente igual a 18,5 min.
Como d é maior que 5m:
Então:
 e 
Questão 3
LEITO FLUIDIZADO
Questão 4
(a) Cálculo de 
:
Para os valores mínimos:
(b)
(Fonte: Incropera)
Substituindo-se os valores temos:
Questão 5
(a)
	q(m/s)
	
P/L (Pa.m-1)
	0,0452
	12700
	0,0365
	12900
	0,0303
	12950
	0,0242
	13300
	0,0202
	13200
	0,0153
	9960
	0,0112
	7360
	0,0068
	4450
A partir dos dados experimentais:
 (b)
Dos dados experimentais:
(c)
Questão 6
Utilizando-se a equação do problema anterior:
Para pressão de 1 atm:
 ( 1 atm e 293 k, Fonte: Incropera) 
Partículas esféricas: esfericidade = 1.
Repetindo-se o mesmo procedimento obtém-se:
	
Pressão
(atm)
	Porosidade na
Fluidização mínima
(exp.)
	Velocidade na fluidização
Mínima (exp) (cm/s)
	Densidade
do ar
(g/cm3)
	Velocidade na fluidização
Mínima (cm/s)
(estimada)
	1
	0,502
	0,147
	0,0012
	0,183
	5
	0,491
	0,143
	0,006
	0,167
	10
	0,483
	0,146
	0,012
	0,156
	15
	0,483
	0,147
	0,018
	0,156
	20
	0,480
	0,147
	0,024
	0,152
	25
	0,476
	0,145
	0,030
	0,146
	30
	0,476
	0,145
	0,036
	0,146
	35
	0,472
	0,146
	0,042
	0,141
Questão 7
(a)
 ( 1 atm e 423 k, Fonte: Incropera) 
Para os valores mínimos:
(b)
Questão 8
Determinação da porosidade quando a altura do leito expandido é o dobro da do leito fixo:
Determinação da velocidade:
 
Questão 9
(a)
 ( 1 atm e 423 k, Fonte: Incropera) 
Para a fluidização mínima:
(b)
(c)
Estimando a porosidade:
Questão 10
(a)
 Para z no mesmo sentido que a gravidade:
Sabemos que a pressão no topo do leito é igual a:
 
A pressão na saída do filtro é:
(b)
TRANSPORTE PNEUMÁTICO
Questão 11
Esfericidade = 1,0
Viscosidade = 0,018 cP
Cálculo de vt:
 
TRANSPORTE HIDRÁULICO
Questão 12
Cálculo de cv:
Cálculo de D:
Resolvendo-se a equação acima, temos:
Então:
Queremos:
Desta forma, a queda de pressão deverá aumentar em aproximadamente 90%.
Questão 13
(a)
Resolvendo-se a equação acima, obtém-se:
(b)
No transporte hidráulico vertical:
Porosidade: volume ocupado pelo líquido
Admitindo-se a viscosidade da água igual à viscosidade da mistura:
Da tabela 8.1 do livro do Fox & McDonald:
Para o aço: rugosidade = 0,046mm 
Do diagrama de Moody:
No transporte horizontal:
Perda de carga do líquido: Calculada com a vazão da suspensão.
Como a densidade da mistura é aproximadamente a densidade da água:
No transporte hidráulico horizontal, temos:
Queda de pressão da tubulação:
Perda de carga da tubulação:
Perda de carga dos acidentes:
Carga da bomba:
Potência da bomba:
Questão 14
Determinação do diâmetro médio das partículas:
Resolvendo-se a equação acima, obtém-se:
No transporte hidráulico vertical:
Porosidade: volume ocupado pelo líquido
Admitindo-se a viscosidade da água igual à viscosidade da mistura:
Da tabela 8.1 do livro do Fox & McDonald:
Para o aço: rugosidade = 0,046mm 
Do diagrama de Moody:
Transporte vertical ascendente resultante: 15 + 3 - 9 = 9m
No transporte horizontal:
Perda de carga do líquido: Calculada com a vazão da suspensão.
Da tabela 8.1 do livro do Fox & McDonald:
Para o aço: rugosidade = 0,046mm
Do diagrama de Moody:
No transporte hidráulico horizontal, temos:
Queda de pressão da tubulação:
Perda de carga da tubulação:
Perda de carga dos acidentes:
Carga da bomba:
Potência da bomba:
tu
tc
tmin tc
 tu
 tmin
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