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 constituida de partículas esféricas de tamanho -10 +14 mesh Tyler. O desionizador tem
de diâmetro por 2 de altura. A vazão de água é
de resina. A densidade da resina é
. Pedese:
a) a perda de carga através do leito (AP);
b) a vazão de uma salmoura a 10 % de sal necessária para regenerar o leito com escoamento ascendente, de modo a provocar uma expansão do leito de
. A densidade da salmoura empregada é
.
a) a perda de carga através do leito (AP);
b) a vazão de uma salmoura a 10 % de sal necessária para regenerar o leito com escoamento ascendente, de modo a provocar uma expansão do leito de
Passo 1
O enunciado trata de um leito de resina trocadora de íons (esferas com malha –
Tyler, ou seja diâmetro médio
m) de diâmetro interno
m e altura
m. A água é bombeada de cima para baixo com vazão
/min; a densidade da resina é
g/mL.
a) Para a perda de carga usaremos a equação de Ergun para leitos empacotados.
b) Para a regeneração modelamos um leito fluidizado em que o escoamento ascendente de salmoura (10 % em massa, g/mL) expande o leito em 100 %, isto é
.
a) Para a perda de carga usaremos a equação de Ergun para leitos empacotados.
b) Para a regeneração modelamos um leito fluidizado em que o escoamento ascendente de salmoura (10 % em massa,
Passo 2
Calcular a velocidade superficial do fluxo descendente.
Passo 3
Aplicar a equação de Ergun
com
,
P
,
kg/
e
m. Calcula-se
e, para
m,
Passo 4
Converter essa perda de carga em metros de coluna d’água:
Passo 5
No escoamento ascendente o leito expande de
para
. A fração de vazios expandida é
O peso de partículas por área é
que se distribui sobre
m, gerando
Passo 6
Igualar a Ergun no leito expandido à pressão de peso por metro:
Com
,
kg/
,
P
e
m obtém‐se a equação quadrática em
, cuja solução positiva é
Logo a vazão de salmoura necessária é
Resposta
a)
Pa (
m
O).
b) /min.
b)