EXERCICIO DE BOMBAS

Prévia do material em texto

Operações Unitárias I 
Exemplo: Bombas 
 
Os compostos orgânicos voláteis (COVs) são aqueles, exceto CO e CO2, presentes na atmosfera que 
apresentam, normalmente, pressão de vapor superior a 0,01 psia (0,0007 atm) e ponto de ebulição de até 
260oC. Boa parte dos compostos orgânicos com menos de 12 átomos de carbono são considerados 
COVs. São de fácil evaporação, tornando-os sérios poluentes a todo tipo de atmosfera, incluindo a 
residencial. As emissões de COVs acarretam efeitos tóxicos e/ou carcinogênicos, como o benzeno. Na 
atmosfera, os COVs combinam com óxidos de nitrogênio (NOx) na presença de luz solar, produzindo 
entre outros compostos químicos, a ácido nítrico, responsável pela chuva ácida. Os COVs são divididos 
em duas classes: a de compostos orgânicos não metano (CONMs), em que estão aqueles orgânicos 
oxigenados, halogenados e os hidrocarbonetos; e a segunda classe na qual o metano faz parte. O metano 
é estudado separadamente, pois se trata de hidrocarbonetos mais abundantes na atmosfera. Os CONMs 
são emitidos tanto por fontes antropogênicas, quanto por biogênicas, estas caracterizadas por plantas, as 
quais emitem, por exemplo, terpenos à atmosfera. As principais fontes de antropogênicas são oriundas 
de processos de combustão (emissão veiculares e de combustíveis fósseis), armazenamento e transporte 
de combustíveis, uso de solventes, emissões industriais e domésticas (produtos de limpeza, 
desodorizantes, corretivos, adesivos, plásticos, colas, etc.). Tendo em vista a importância da 
conscientização sobre a emissão de COVs, considere o enunciado: uma indústria petroquímica foi 
instalada em uma região agrícola, rica na produção de cítricos. Após o início da sua operação, um 
pequeno agricultor apresentou problemas respiratórios. Técnicos, ao analisarem a qualidade do ar nas 
imediações da casa do agricultor, verificaram alta concentração de COVs na atmosfera, principalmente 
de benzeno. Depois de inspecionarem a planta, detectou-se vazamento na linha de benzeno (Figura 1). 
Após os reparos, os técnicos resolveram refazer os cálculos relativos ao desempenho da bomba. Para 
tanto, constataram que o benzeno estava sendo bombeado a 37,8
o
C (= 865 Kg/m3); pVAP= 26,2 kPa) 
através de uma tubulação de aço de 100 mm de diâmetro interno na sucção e 80 mm de diâmetro na 
descarga, a capacidade de 40 m
3
/h. A pressão atmosférica do tanque 1 acusava 200 kPa, enquanto do 
tanque 2, mostra 350 kPa. O ponto 1 na sucção estava a 1,0 m do nível da bomba, enquanto o ponto 2 na 
linha de recalque, a 3,0 m desse nível. O ganho de carga por atrito na linha de sucção era de 0,07 m, 
enquanto à sua perda, na linha de recalque, igual a 0,80 m. Sabendo que a pressão atmosférica era 0,93 
atm e o rendimento da bomba de 50%, estime: (a) o valor da altura de projeto da bomba; (b) a potência 
consumida por essa bomba; (c) o NPSH disponível pelo sistema.