Deseja-se manter um xarope de
de sacarose a
e 4 cP
sob agitação. O tanque agitado tem impelidor do tipo pás retas e disco (turbina de Rushton), com 12 cm de diâmetro e opera a 750 rpm .
(a) Calcule a potência necessária para manter o tanque em funcionamento;
(b) Determine o nível de agitação, se o impelidor for substituído por uma turbina de pás retas (Considerar o gráfico para
como sendo válido para qualquer impelidor).
(a) Calcule a potência necessária para manter o tanque em funcionamento;
(b) Determine o nível de agitação, se o impelidor for substituído por uma turbina de pás retas (Considerar o gráfico para
Passo 1
O enunciado pede (a) a potência de agitação e (b) o “nível de agitação” (ou vazão de recirculação) quando se substitui a turbina de Rushton por uma turbina de pás retas sem disco. O conteúdo principal é o uso dos números adimensionais de potência
e de fluxo
em agitação mecânica. Dados principais:
• Densidade
• Viscosidade
• Diâmetro do impelidor
• Velocidade de rotação
• Densidade
• Viscosidade
• Diâmetro do impelidor
• Velocidade de rotação
Passo 2
Calcular o número de Reynolds da agitação,
Como
, estamos em regime turbulento, e para a turbina de Rushton adota-se normalmente
Passo 3
Aplicar a correlação de potência em regime turbulento:
Calculemos cada termo:
Logo,
Passo 4
Para a turbina de pás retas sem disco usamos o número de fluxo
. A partir do mesmo
e do gráfico de
(válido para turbinas de pás retas), adota-se tipicamente
Passo 5
A vazão de agitação (nível de recirculação) é
Calculando
Resposta
(a)
(b) (aprox.\
).
(b)