Uma câmara gravitacional foi projetada para remover material particulado de uma determinada empresa, cuja operação atendia perfeitamente a legislação. Contudo, o engenheiro responsável pela área de controle ambiental da referida empresa foi questionado se haveria condição da câmara gravitacional instalada, passar a operar nas condições apresentadas a seguir, sem que o limite máximo de emissão exigido pela legislação fosse ultrapassado. Dados da câmara:
. Dados da corrente gasosa:
,
,
.
Table 1: Tabela 11: Distribuição granulométrica.\captionsetup{labelformat=empty}
massa acumulada
1,2
3,6
8,3
16,4
25,2
60,3
100
Considerando os dados apresentados e, sabendo-se que para atender à legislação a concentração máxima de particulado deve ser de
, pergunta-se:
É possível a câmara gravitacional instalada atender às novas condições? Apresente todos os seus cálculos para justificar sua resposta.
Table 1: Tabela 11: Distribuição granulométrica.
\captionsetup{labelformat=empty}
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1,2 |
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3,6 |
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8,3 |
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16,4 |
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25,2 |
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60,3 |
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100 |
É possível a câmara gravitacional instalada atender às novas condições? Apresente todos os seus cálculos para justificar sua resposta.
Passo 1
O enunciado pede para verificar se uma câmara gravitacional de dimensões
,
,
consegue reduzir a concentração de particulado de
para abaixo de
. O método envolve calcular o diâmetro mínimo das partículas que se depositam (lei de Stokes), determinar a eficiência de remoção pela distribuição granulométrica e, finalmente, obter a concentração de saída.
Passo 2
Calcular a velocidade horizontal média do gás na câmara, usando a vazão volumétrica
e a seção transversal
:
Passo 3
Determinar o tempo de residência do gás e a velocidade de sedimentação mínima
. O tempo de residência é
logo a partícula precisa sedimentar a altura
em
, ou seja
Passo 4
Usar a lei de Stokes para obter o diâmetro crítico
. Para partículas esféricas de densidade
no gás de viscosidade
e gravidade
, vale
Substituindo,
Passo 5
Calcular a fração de massa removida sabendo que somente partículas com
sedimentam. Da tabela granulométrica acumulada:
para a massa acumulada é
; para
é
. Fazendo interpolação linear em
:
para
Logo a eficiência de remoção é
Passo 6
Determinar a concentração de saída
a partir de
Passo 7
Comparar
com o limite legal de
. Como
, a câmara não atende às novas condições.
Resposta
Não. A concentração de saída fica em aproximadamente
, acima do limite de
.