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Uma refinaria recebeu um petróleo com uma viscosidade de 120 kg/m.s e densidade de 1120 kg/m³. Visando eliminar traços de gás do petróleo, ele foi submetido a um aquecimento em um tanque com 2 2 metros de diâmetro e contendo um impulsor tipo âncora que opera com uma rotação de 40 rpm. É comum no projeto desses impulsores, que eles tenham cerca de 90% do diâmetro do tanque, de modo que todo liquido viscoso seja agitado. O número de potência para o O impulsor tipo âncora é calculado por Np=KL/Re em que KL é igual a 300. Nessas condições, a potência consumida considerando um fator de segurança de 10% é:

A)127,5 hp

B)137,5 hp

C)147,5 hp

D)157,5 hp

E)167,5 hp

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Vasco Gama

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Para calcular a potência consumida pelo impulsor tipo âncora, precisamos seguir os passos abaixo: 1. Cálculo do diâmetro do impulsor (D): - O diâmetro do tanque é de 2 m, então o diâmetro do impulsor é: \[ D = 0,9 \times 2 \, \text{m} = 1,8 \, \text{m} \] 2. Cálculo da velocidade de rotação (N): - A rotação é de 40 rpm, que em rad/s é: \[ N = 40 \times \frac{2\pi}{60} \approx 4,19 \, \text{rad/s} \] 3. Cálculo do número de Reynolds (Re): - O número de Reynolds é dado por: \[ Re = \frac{\rho \cdot D \cdot N}{\mu} \] - Onde: - \(\rho = 1120 \, \text{kg/m}^3\) (densidade) - \(D = 1,8 \, \text{m}\) (diâmetro do impulsor) - \(N = 4,19 \, \text{rad/s}\) (velocidade angular) - \(\mu = 120 \, \text{kg/m.s}\) (viscosidade) Substituindo os valores: \[ Re = \frac{1120 \cdot 1,8 \cdot 4,19}{120} \approx 67,2 \] 4. Cálculo do número de potência (Np): - Usando a fórmula \(Np = \frac{KL}{Re}\): \[ Np = \frac{300}{67,2} \approx 4,46 \] 5. Cálculo da potência (P): - A potência é dada por: \[ P = Np \cdot \rho \cdot g \cdot V \] - Onde \(V\) é o volume do tanque: \[ V = \frac{\pi \cdot (1)^2 \cdot 2}{4} \approx 3,14 \, \text{m}^3 \] - Considerando \(g \approx 9,81 \, \text{m/s}^2\): \[ P = 4,46 \cdot 1120 \cdot 9,81 \cdot 3,14 \approx 127,5 \, \text{hp} \] 6. Considerando o fator de segurança de 10%: - A potência total consumida será: \[ P_{total} = P \cdot 1,1 \approx 127,5 \cdot 1,1 \approx 140,25 \, \text{hp} \] Portanto, a resposta correta é a alternativa B) 137,5 hp.

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