Deseja-se secar 5 ton de um catalisador industrial, cujas particulas tem densidade de
e o diâmetro das particulas segue o modelo RRB de parâmetros
e esfericidade 0,8 . Para isso pretende-se fluidizar o catalisador com um gás quente, que possui propriedades fisicas semelhantes às do ar a
. O vaso que irá conter o leito fluidizado tem seçăo transversal retangular de 1 m por 2 m . Supondo-se que o gás é incompressivel e desprezandose os efeitos das trocas de calor e massa sobre as propriedades fisicas do sólido e do gás, utilizando a equação de Ergun, pede-se: Calcule a potência do soprador de gás (em hp) necessária para operar o leito com o triplo da velocidade minima de fluidização. supondo que seu rendimento eletromecânico seja de 75%. (OBS: considerar a altura de mínima fluidização igual à altura das partículas no leito antes do início da operação).
OBS: vocês devem inserir as respostas no campus virtual e também devem anexar a resoluçąo do exercicio à caneta
Passo 1
O enunciado pede a potência elétrica de um soprador para manter o leito fluidizado a
, sabendo que
- Massa de sólido
t kg - Densidade real do sólido
g/cm kg/m - Diâmetro característico das partículas
mm m - Esfericidade
- Propriedades do gás (ar a
C, atm): kg/m , kg/( ) - Seção do leito
m - Eficiência eletromecânica
Conteúdo: cálculo de velocidade mínima de fluidização via equação de Ergun (regime laminar, termo quadrático desprezado), queda de pressão no leito fluidizado acima de
, e potência hidráulica
corrigida pela eficiência.
Passo 2
Calculamos o diâmetro equivalente esférico das partículas para o arraste:
Passo 3
Para
pequeno (
) desprezamos o termo quadrático da equação de Ergun. Isolando
no balanço de forças:
Assumindo voidagem típica
, obtemos
Passo 4
A velocidade de operação é o triplo de
:
Passo 5
Calculamos a altura de leito em mínima fluidização
a partir do volume de sólidos:
Passo 6
Acima de
a queda de pressão no leito é constante e igual ao peso aparente do sólido:
Passo 7
O caudal volumétrico do gás é
Passo 8
A potência hidráulica necessária é
Considerando rendimento
,
Passo 9
Convertendo para horsepower (
W):
Resposta
A potência do soprador necessária é aproximadamente
hp (considerando
).