1. Explique para que serve o nível de agitação, número de mistura e número de bombeamento.

Passo 1

O enunciado nos pede para explicar três conceitos usados no projeto e operação de agitadores industriais: o nível de agitação, o número de mistura e o número de bombeamento. Esses são números adimensionais ou grandezas intensivas que permitem comparar intensidades de mistura, potência consumida e vazão de bombeamento em equipamentos geometricamente semelhantes.

Passo 2

O nível de agitação costuma ser expresso pelo consumo de potência específico, definido como a potência entregue ao fluido por unidade de volume. Em termos práticos, usa-se:
\text{nível de agitação} = \frac{P}{V}íçã
onde P é a potência do agitador (em W) e V o volume do tanque (em m^{3}).
Esse indicador serve para dimensionar a energia que o agitador vai transferir ao fluido, controlando intensidades de mistura, dispersão de bolhas, homogeneização de suspensões e taxas de transferência de calor ou massa. Em escala industrial, manter \tfrac{P}{V} constante garante mesma eficácia de mistura em diferentes capacidades.

Passo 3

O número de mistura é na verdade o número de potência (ou power number), dado por
N_{P} = \frac{P}{\rho\,N^{3}D^{5}}
onde
\bullet\\ \rho é a densidade do fluido (em kg/ m^{3}),
\bullet\\ N é a velocidade de rotação do agitador (em s^{-1}),
\bullet\\ D é o diâmetro do impelidor (em m).
N_{P} caracteriza como a geometria do impelidor converte energia mecânica em escoamento: em fluxo laminar ou turbulento, N_{P} varia e serve para prever o consumo de potência em agitadores geometricamente semelhantes. É fundamental no dimensionamento e na ampliação de escala (scale-up) para estimar P quando se conhece \rho, N e D.

Passo 4

O número de bombeamento (ou flow number), indicado por N_{Q}, mede a capacidade de bombeamento do impelidor:
N_{Q} = \frac{Q}{N\,D^{3}}
onde Q é a vazão volumétrica (em m^{3}/s). Esse número relaciona a vazão gerada pelo agitador à sua rotação e diâmetro. Ao manter N_{Q} constante em escalas diferentes, assegura-se que o escoamento grosseiro (circulação interna) seja equivalente, o que é crucial para processos que dependem de recirculação intensa, como cristalização, precipitação ou reações homogêneas.

Resposta

O nível de agitação ( \tfrac{P}{V}) mostra a intensidade de energia por volume para mistura; o número de mistura N_{P}=\tfrac{P}{\rho N^{3}D^{5}} quantifica o consumo de potência de um impelidor independentemente de escala; e o número de bombeamento N_{Q}=\tfrac{Q}{N D^{3}} indica a capacidade de fluxo interno do agitador, servindo para garantir circulação equivalente em equipamentos de tamanhos diferentes.

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