Exercícios Resolvidos de Câmara de poeira

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Enunciado

Uma Câmara de Poeira ( B = 2,5   m , H = 0,8   m , L = 3,0   m ) trata 3600   m 3 / h de um efluente gasoso industrial contendo partículas ( S G s = 2   ) em suspensão. Considere que as propriedades físicas do gás sejam ( ρ = 1 k g m 3 e μ = 2   .   10 - 5   k g m   s   ).

Pede-se o diâmetro mínimo da partícula considerando a interação sólido fluido de Stokes e a fração acumulada mínima dado que a distribuição de tamanho de partícula é do tipo GGS ( m = 2 e D 100 = 1 . 10 - 4   m ).

Passo 1

Primeiramente, vamos organizar os dados que a questão forneceu:

Dimensões e Parâmetros da Câmara de Poeira

Largura B = 2,5   m

Altura H = 0,8   m

Comprimento L = 3,0   m

Foi dado também a vazão da câmara de poeira, que vamos trocar a unidade de tempo de hora para segundo para poder ficar consistente com as outras contas que faremos:

Q = 3600 m 3 h = 3600   m 3 h . 1   h 3600   s = 1 m 3 s

Propriedades importantes

A partir do dado S G s , conseguimos achar o ρ s .

S G s = 2 = ρ s ρ r e f e r ê n c i a = ρ s 1000   k g m 3

ρ s = 2 . 10 3   k g / m 3

E as propriedades do gás que foram fornecidas:

ρ = 1 k g m 3 e μ = 2 . 10 - 5   k g m   s

Distribuição de Tamanho de Partículas

A distribuição segue o modelo GGS, portanto:

y = d D 100 m = d 1 . 10 - 4 2

Passo 2

Pede-se o diâmetro mínimo de partícula, que é o primeiro diâmetro que é coletado com eficiência de 100 %, certo? Para uma câmara de poeira, considerando stokes, obtemos:

D m i n = 18   μ   Q B L ρ s -   ρ g = 18 . 2 . 10 - 5 . 1 3   .   2,5 . 2000 -   1 . 9,81 = 4,94 . 10 - 5 m

Passo 3

E para achar a fração acumulada mínima ( y A m i n )? Agora, como sabemos que o modelo é GGS e calculamos o d m i n , conseguimos encontrar o y A m i n para a câmara de poeira.

y A m i n = d D 100 m = d m i n 1 . 10 - 4 2 = 4,94 . 10 - 5 1 . 10 - 4 2 = 0,244

Resposta

D min ⁡ = 4,94 . 10 - 5 m

y A m i n = 0,244