- 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:
onde
é a potência do agitador (em W) e
o volume do tanque (em
).
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 constante garante mesma eficácia de mistura em diferentes capacidades.
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
Passo 3
O número de mistura é na verdade o número de potência (ou power number), dado por
onde
é a densidade do fluido (em kg/
),
é a velocidade de rotação do agitador (em
),
é o diâmetro do impelidor (em m).
caracteriza como a geometria do impelidor converte energia mecânica em escoamento: em fluxo laminar ou turbulento,
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
quando se conhece
,
e
.
Passo 4
O número de bombeamento (ou flow number), indicado por
, mede a capacidade de bombeamento do impelidor:
onde
é a vazão volumétrica (em
/s). Esse número relaciona a vazão gerada pelo agitador à sua rotação e diâmetro. Ao manter
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 (
) mostra a intensidade de energia por volume para mistura; o número de mistura
quantifica o consumo de potência de um impelidor independentemente de escala; e o número de bombeamento
indica a capacidade de fluxo interno do agitador, servindo para garantir circulação equivalente em equipamentos de tamanhos diferentes.