1º Estudo Dirigido OP I

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO
UNIDADE ACADÊMICA DE GARANHUNS
PROFESSORA: ANDRÉA GALINDO
1º ESTUDO DIRIGIDO DA 2ªVA – OPERAÇÕES UNITÁRIAS I
1º) (1,0 ponto) Determine o diâmetro da menor partícula que é coletada com eficiência de 100 % na câmara de
poeira abaixo esquematizada.
Considerer os seguintes dados:
Densidade do fluido = 1,2 ×10-3 g/cm3
Viscosidade do fluido = 0,018 cP
Densidade da partícula = 2,500 g/cm3
Esfericidade = 0,70
Vazão da suspensão na alimentação = 4 m3/s
A suspensão possui concentração volumétrica em sólido inferior a 0,2%.
2º) (1,0 ponto) Uma câmara de poeira (L = 1,5 m, H = 0,6 m, C = 3,5 m), fabricada com chapas de aço, trata 8400
m3/h de um efluente gasoso industrial contendo partículas esféricas com 120 µm de diâmetro. Em razão de graves
problemas de corrosão das chapas na região próxima à saída da câmara, sugere-se reduzir seu comprimento para
2,5m. Supondo-se inalteradas as demais variáveis envolvidas, e supondo-se ainda que as propriedades físicas do
gás em questão sejam idênticas às do ar a 120 °C e 1 atm e que as dez restrições da Lei de Stokes sejam respeitadas.
Calcule a diminuição percentual da eficiência global de coleta da câmara, caso a modificação seja implementada.
Considere a viscosidade do ar igual a 0,20 cP.
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3º) (1,0 ponto) Uma determinada empresa adquiriu uma bateria de ciclones com a configuração Lapple, que tem
as dimensões especificadas na Figura 1, para coletar partículas de um fluxo de ar a 70°C e 1 atm, e viscosidade
0,02 cP. A densidade das partículas é de 1,05 g/cm3. . Verificar a validade das especificações que foram fornecidas
pelo fabricante do equipamento: partículas com diâmetro maior que 20 µm serão coletadas com eficiência superior
a 95% quando a velocidade do ar na seção de alimentação do ciclone for igual a 15 m/s. Estime a perda de carga
para esse ciclone.
4º) (1,0 ponto) Os seguintes dados foram obtidos em ensaios de sedimentação de partículas de Al2O3 em água a
25ºC.
C (g Al2O3/cm3 de suspensão) 0,041 0,088 0,143 0,275 0,435
v (cm/min) 40,5 38,2 33,3 24,4 14,7
A densidade da partícula é 4,0 g/cm3 e a esfericidade é estimada em 0,7. Determine o diâmetro de um sedimentador
com capacidade para processar 5000 m3/h de uma suspensão contendo 0,030 g/L. A lama espessada deverá conter
0,435 g/L de Al2O3.
5º) (1,0 ponto) Calcular a velocidade de sedimentação de uma partícula esférica de 1×10-4 mm de diâmetro e 1400
kg/m3 de densidade, em água (densidade 998 kg/m3 e viscosidade 1×10-3 kg/ms). Considere que o coeficiente de
arraste é dado pela seguinte expressão (CD = 18,5/Re0,6).
6º) (1,0 ponto) Uma centrífuga tubular de laboratório (R1 = 1,1 cm, R2 = 2,2 cm, L = 20 cm e ω = 18.000 rpm) foi
empregada em um teste de separação da argila (s = 2,64 g/cm3) contida em uma suspensão aquosa, obtendo-se
um clarificado satisfatório na vazão de 10 cm3/s. Determinar a produção e o diâmetro de corte da centrífuga
industrial (R1 = 50,21 cm, R2= 83,16 cm, L = 110 cm) ao operar com a mesma suspensão a 13.000 rpm.
Propriedades do fluido:  = 1,0 g/cm3 e µ = 1,0 cp.
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7º) (1,5 pontos) O processo de filtração se refere à separação mecânica entre as fases particulada e fluida, presente
em uma determinada suspensão, utilizando-se um meio poroso, o qual retém a fase particulada e é permeável à
fase fluida. Descreva a fluidodinâmica dessa operação que é governada, sobretudo, pelas características da
suspensão a ser processada e do filtro a ser empregado na separação entre as fases fluida e particulada. Relacione
os principais tipo de torta que podem ser formandas no processo de filtração. Explique as principais vantagens em
utilizar o auxiliar de filtração nesse processo de separação.
8º) (1,0 ponto) Na fábrica de processamento de óleos vegetais Processol S.A., a etapa de clarificação do óleo é
seguida por uma etapa de filtração que utiliza dois filtros-prensa para a separação do adsorvente. Um representante
comercial da Adsorptiva do Brasil Ltda garante que a sua terra de adsorção, mesmo custando mais por quilograma,
é economicamente mais vantajosa quando utilizada para o “branqueamento” do óleo e também como auxiliar de
filtração (coadjuvante de filtração), pois pode até mesmo eliminar a necessidade do segundo filtro-prensa utilizado
pela Processol. Ensaios comparativos realizados na fábrica forneceram os seguintes dados:
Enumere quatro possíveis razões que poderiam justificar a afirmação do representante da Adsorptiva do Brasil
Ltda. Justique sua resposta.
9º) (1,0 ponto) Descreva, em detalhes, o princípio básico de funcionamento do processo de separação por
membranas, e relacione as principais vantagens desse processo. Apresente a classificação das membranas sob
oponto de vista morfológico.
10º) (1,0 ponto) Nos últimos anos, a substituição do processo convencional de filtração pelo processo de separação
por membranas vêm aumentando, pois atende a aspectos econômicos e ambientais. Um caso típico da aplicação
de tecnologia de membranas é pasteurização de cervejas e vinhos, avalie a implantação do uso de membranas, em
comparação com o processo de filtração convencional.
Data de Entrega: 08/08/2017