A desionização de água de caldeira é realizada numa indústria bombeando água de cima para baixo através de um leito de resina trocadora de íons constituída de partículas esféricas de tamanho -10+14 mesh Tyler. O desionizador tem 1,10 m de diâmetro por 2 de altura. A vazão de água é 2,83 m^3 / min de resina. A densidade da resina é 1,28 g / ml.
A perda de carga através do leito ( triang<= P);

Passo 1

Então, o problema quer a perda de carga (ΔP) ao bombear água por um leito de resina em um desionizador cilíndrico. Isso cai no assunto de “escoamento em leitos empacotados” e a principal ferramenta que vamos usar é a equação de Ergun. Para resolver, a gente vai precisar de:
  1. Dados geométricos do leito (diâmetro e altura).
  2. Vazão volumétrica da água para achar a velocidade superficial.
  3. Propriedades do fluido (viscosidade e densidade da água).
  4. Tamanho médio das partículas e porosidade do leito.
  5. Aplicar a equação de Ergun e multiplicar pela altura do leito para achar ΔP total.

Passo 2

Primeiro, calculamos a velocidade superficial A = pi D^24 = pi (1,10, m)^24 approx 0,95,m^2 .
Área da seção transversal do cilindro:
Q = 2,83,m^3min = 2,8360,m^3 s approx 0,0472,m^3/s
Convertendo vazão para u0 = QA approx 0,04720,95 approx 0,0497,m/s :
Logo,

Passo 3

Agora a teoria da equação de Ergun, que dá a perda de carga por metro de leito:
De
Onde:
= viscosidade da água (0,001 Pa·s)
= densidade da água (1000 kg/m³)
= porosidade do leito (usamos 0,40)
= diâmetro médio das partículas (entre 10 e 14 mesh ≃1,7 mm = 0,0017 m)

Passo 4

Substituímos na equação de Ergun para obter 150,(1-0,40)^2,(0,001),(0,0497) (0,40)^3,(0,0017)^2 approx 1,45times10^4;Pa/m :
  1. Termo viscoso
1,75,(1-0,40),(1000),(0,0497)^2 (0,40)^3,(0,0017) approx 2,38times10^4;Pa/m
  1. Termo inercial
De
Somando:

Passo 5

Para achar a perda de carga total, multiplica pelo comprimento do leito De:

Resposta

A perda de carga através do leito é aproximadamente
boxedDe

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