Leito fixo - Antonio, João e Maycon

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Laboratório de engenharia química ii – leito fixo 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ
CENTRO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA
Profº: Marcos Flávio Pinto Moreira
Acadêmicos: Antonio Teste Netto
		João Paulo P. Andrade
		Maycon V. S. Ribeiro
INTRODUÇÃO
Leito fixo é uma configuração muito aplicada industrialmente, com a finalidade de separações, reações químicas, etc;
Caracterizado por partículas que não se movimentam e um fluido que escoa entrando em contato com as partículas sem movimentá-las;
No escoamento o fluido perde energia conforme percola o meio, gerando perda de pressão no sentido do escoamento.
INTRODUÇÃO
É fundamental conhecer a perda de pressão no leito para fins de dimensionamento e operacionalidade do processo na qual ele participa;
Perda de pressão ao longo do tempo gera potência, e potência gera custo;
OBJETIVOS
Através de ensaios de vazão e perda de pressão determinar características do leito, como o fator c e a permeabilidade do meio, k;
PARTE EXPERIMENTAL
Cada grupo monitorou 5 vazões, aumentando-as gradualmente e avaliando a perda de pressão para as mesmas;
As vazões eram obtidas pesando baldes de água em um determinado tempo;
O módulo estava com problemas e foram utilizadas outras alturas fornecidas pelo professor
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Vazão
Variação de altura fornecida(mHg)
Massa de água medida (kg)
Tempo(s)
1
0,000113
0,582
119,61
2
0,00326
1,988
29,73
3
0,0148
2,198
12,27
4
0,0148
1,91
10,67
5
0,06
2,554
6,6
Tabela 1 – Dados obtidos nas tomadas de vazão do experimento.
A partir dos dados a perda de pressão, a força resistiva m e a velocidade superficial q do fluido foram determinados;
Um gráfico relacionando a força m e a velocidade q foi criado para avaliar o modelo de Darcy e Forchheimer.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Velocidade superficial (m/s)
Quedade Pressão (Pa)
Forçaresistiva m (Pa/m)
0,000717621
15,06807314
23,36135371
0,009861908
434,7072428
673,9647175
0,026419378
1973,517544
3059,717122
0,026400273
1973,517544
3059,717122
0,057071123
8000,7468
12404,2586
Tabela 2 – Dados de velocidade, queda de pressão e força resistiva calculados.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Figura 1 – Gráfico da velocidade superficial vs Força resistiva. Modelo de Darcy.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Figura 2 – Gráfico da velocidade superficial vs Força resistiva. Modelo de Forchheimer.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
O modelo de Forchheimer se adequa melhor aos dados em virtude do termo quadrático da equação ser grande;
Dessa forma, avaliou-se o regime de escoamento para confirmar a utilização correta da equação de Forchheimer;
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Velocidadesuperficial (m/s)
Número de Reynolds (MASSARANI)
0,000717621
0,077185648
0,009861908
1,060724338
0,026419378
2,84160814
0,026400273
2,839553206
0,057071123
6,138440071
Tabela 3 – Valores calculados para o regime de escoamento nas velocidades superficiais correspondentes.
Para Reynolds maior que 0,01 (regime turbulento) o termo quadrático começa a ter peso na equação e não pode ser desprezado, logo o modelo de Forchheimer é mais adequado.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
RESULTADOS E DISCUSSÃO
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Velocidadesuperficial (m/s)
Perdade energia do fluido (J/kg)
0,000717621
0,013931803
0,009861908
0,36627109
0,026419378
1,829184272
0,026400273
1,826883731
0,057071123
7,34245926
Tabela 4 – Perdas de energia do fluido calculadas para cada velocidade.
A perda de energia também segue uma forma quadrática e para cada velocidade a potência exigida se torna maior;
CONCLUSÃO
Os dados experimentais atenderam ao modelo esperado, de acordo com o regime de escoamento;
Mesmo as alturas terem sido fornecidas pelo professor, os parâmetros obtidos são coerentes;
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
MOREIRA, M. F. P., Apostila de Leito Fixo e Leito fluidizado – Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo – PR, 2012;
SCHEUFELE, et al., Apostila de práticas de Laboratório de Engenharia Química II – Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo – PR, 2014;
MASSARANI, G., Fluidodinâmica em Sistemas Particulados, 2ª edição, Editora UFRJ – Rio de Janeiro, 2001.