dimensionamento de filtro

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Universidade Federal de Ouro Preto
Departamento de Engenharia de Minas
DIMENSIONAMENTO DE FILTRO DE DISCO
Realizar o dimensionamento do filtro de disco pelo método de Dahlstrom e Silverblatt.
Testes de Filtragem
Os testes de filtragem foram realizados utilizando-se folha de teste com área de 92,9 cm2 e alimentação por baixo (agitação manual). O procedimento adotado é aquele sugerido na literatura por Dahlstrom e Silverblatt considerando-se definições preliminares e procedimentos.
a) Definições Preliminares:
- espessura de torta: 25 mm
- vácuo de formação: 18” Hg
- vácuo de secagem: 18” Hg
- pH: 8,5
- alimentação 500t/h de sólido seco
- % sólidos da polpa: 65
- % ciclo de filtragem para formação da torta: 25%
- % ciclo de filtragem para secagem da torta: 40%
- fatores de escala: 
 umidade de torta: 1,0
 descarga de torta: 1,0
 formação de torta: 0,80
As tabelas A a F apresentam os resultados dos testes de filtragem obtidos para as 3 amostras.
Dimensionamento pelo Método de Dahlstrom e Silverblatt para a amostra 1 (0% de finos)
Construiu-se o gráfico de W (massa de sólido seco / área da folha de teste – (kg/m2)) em função da espessura da torta (figura 1).
Figura 1: Gráfico de massa seca por unidade de área em função da espessura da torta para amostra com 0% de finos.
Construiu-se o gráfico de W (massa de sólido seco / área da folha de teste – (kg/m2)) em função do tempo de formação da torta (figura 2).
Figura 2: Gráfico de massa seca por unidade de área em função do tempo de formação da torta para amostra com 0% de finos.
Construiu-se o gráfico de umidade de torta (%) em função do fator de correlação (tempo de secagem da torta / W) (figura 3). Para construção deste gráfico utilizou-se os dados da tabela B contendo os testes com tempo de formação de torta constante, variando apenas o tempo de secagem.
Figura 3: Gráfico da umidade da torta em função do fator de correlação para a amostra com 0% de finos.
Considerando os gráficos construídos nos itens a e b, determinou-se o tempo necessário à formação de torta (θf) com um espessura de 25mm (dado no problema). Considerando a espessura de 25mm, encontra-se o valor de W no gráfico de W em função da espessura da torta. A partir do valor de W, encontra-se o tempo de formação da torta no gráfico de W em função do tempo de formação da torta. 
θf = 3 segundos
Calculou-se, para cada amostra, o tempo do ciclo com base na formação da torta (θC-f), a partir da seguinte regra de três:
% ciclo para formação da torta ...................... tempo de formação da torta
100% ....................... X
Os valores de X (tempo do ciclo (θC-f)), para cada amostra.
Para a amostra com 0% de finos:
25 % (dado) ------------------------------------ 3 segundos
100% ----------------------------------- X (θC-f)
X (θC-f) = 3 * 100 / 25 = 12 segundos é o tempo do ciclo com base na formação da torta.
Considerando o gráfico construído no item c, determinar o tempo necessário a secagem da torta (θS) com 25mm de espessura (dado). 
A torta com 25 mm de espessura tem umidade igual 10,46% e W igual a 0,5241 kg.
10,46% de umidade → Fc = 36,25 (figura 3)
Fc = tempo de secagem (θS) / W (Kg) 
39 = θS / 0,5241
θS = 19 segundos
Calcular o tempo do ciclo (θC-S) com base na secagem da torta, a partir da seguinte regra de três:
% ciclo para secagem da torta ...................... tempo de secagem da torta
100% ....................... X (θC-f)
40 % (dado) ------------------------------------ 19 segundos
100% ----------------------------------- X (θC-s)
X (θC-s) = 19 * 100 / 40 = 47,5 segundos é o tempo do ciclo com base na secagem da torta.
O tempo do ciclo (θC) é definido avaliando-se o tempo do ciclo com base na formação da torta (θC-f) e o tempo do ciclo com base na secagem da torta (θC-S). O tempo assumido para o ciclo é o maior entre os dois últimos. 
θC = 47,5 segundos.
Calcular a taxa unitária de filtragem (tuf).
tuf = W/A (kg/m2 por ciclo) * 0,8 (fator de escala) * 3600 / tempo do ciclo (s).
Para espessura de 25 mm: W/A = 0,5241/92,9x10-4 m2 = 56,41 kg/m2 por ciclo
tuf = (56,41 kg/m2) * 0,8 / 47,5 s = 3420,56 kg/h/m2
 O cálculo da área de filtragem foi feito considerando-se uma alimentação de 500 t/h de sólido seco. 
 Área = Alimentação de sólido seco (t/h) / tuf (t/h/m2)
Área = 500.000 (kg/h) / 3420,2 (kg/h/m2) = 146 m2
 Tabela A – Testes de filtragem com material com 0% de finos.
Tabela B- Testes de filtragem com material com 0% de finos.
Tabela C- Testes de filtragem com material com 4% de finos.
Tabela D- Testes de filtragem com material com 4% de finos.
Tabela E- Testes de filtragem com material com 8% de finos.
Tabela F - Testes de filtragem com material com 8% de finos.