Deseja-se agitar um líquido newtoniano de propriedades físicas conhecidas (
200 cP ,
), por meio de: um impulsor de turbina de 6 palhetas standard, em um tanque com medidas padrão e 4 defletores. O diâmetro de impulsor (D) é 0.508 m . A taxa de rotação (N) é 100 RPM. Qual será a potência do motor adequado? Qual o volume do reator? Classifique o nível de agitação do sistema (relação potência/volume).
Passo 1
O enunciado pede a potência do motor para agitar um líquido newtoniano (viscosidade
, densidade
) usando um impulsor de diâmetro
rodando a
. Também pede o volume do reator, assumindo um tanque “padrão” com quatro defletores, e a classificação do nível de agitação em termos de potência por volume. Para isso vamos usar:
. A definição do número de Reynolds de agitação
. O correlação da potência em função do número de potência
. Geometria típica de tanque agitado (“tanque padrão”)
Passo 2
Convertemos a velocidade de rotação para hertz (rev/s) e calculamos o número de Reynolds de agitação
Esse valor de
indica regime de agitação na faixa de transição (tipicamente
), mas para estimativa de potência em turbilhão moderado podemos adotar o número de potência constante típico
para um turbo‐impulsor padrão de seis pás com defletores.
Passo 3
Usamos a correlação
Substituindo
Logo a potência requerida é cerca de
.
Passo 4
Para o volume do reator adotamos a geometria “típica”: diâmetro de tanque
e altura de líquido igual a
. Assim
O volume é
Passo 5
Calculamos a potência específica e classificamos o nível de agitação
Como costuma‐se chamar de “baixa agitação” valores menores que
, concluímos que este sistema está em nível de agitação baixo.
Resposta
Potência do motor:
Volume do reator:
Nível de agitação: baixo ( )
Volume do reator:
Nível de agitação: baixo (