A indústria C&P S.A. ampliou sua capacidade produtiva, porém não ampliou seu sistema de limpeza de gases, o qual é composto por um único precipitador, cuja área de coleta é de
com campo máximo de operação de
. O órgão de físcalização ambiental observou tal fato e deu um prazo máximo de seis meses para que o sistema fosse adaptado à nova capacidade de operação. O engenheiro responsável pela área de controle ambiental pediu ao estagiário que levantasse todos os dados disponíveis a fim de que o sistema de limpeza de gases fosse redimensionado. Os dados levantados foram os seguintes:
- Vazão:
- Concentração de entrada:
- Densidade do ar:
- Densidade da partícula:
- Temperatura:
- Viscosidade do ar:
.s
- Pressão:
- Constante dielétrica do ar:
A.s/V.m
- Constante dielétrica relativa:
Table 1: Tabela 6: Distribuição granulométrica do material.\captionsetup{labelformat=empty}
massa
4
7
12
20
21
17
13
6
a) Qual a eficiência atual do sistema de limpeza para o caso do precipitador operar com um campo elétrico de
?
b) Qual será a nova eficiência de coleta do sistema se um ciclone Stairmand for instalado anteriormente ao precipitador e este operar com um campo elétrico de
?
c) A legislação exige, neste caso, uma concentração de saída de
. O sistema de limpeza do item (b) atende a essa exigência? Caso a legislação não seja atendida, em quanto deveria ser aumentada a área do precipitador para que a legislação fosse atendida sem necessidade da instalação do ciclone?
d) Estime o aumento sofrido na vazão do gás com o aumento da capacidade produtiva da indústria, admitindo-se que antes o precipitador removia o suficiente para atender a legislação, ou seja, a concentração de entrada era de
e a concentração de saída de
.
Table 1: Tabela 6: Distribuição granulométrica do material.
\captionsetup{labelformat=empty}
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4 |
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7 |
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12 |
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20 |
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17 |
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13 |
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b) Qual será a nova eficiência de coleta do sistema se um ciclone Stairmand for instalado anteriormente ao precipitador e este operar com um campo elétrico de
c) A legislação exige, neste caso, uma concentração de saída de
d) Estime o aumento sofrido na vazão do gás com o aumento da capacidade produtiva da indústria, admitindo-se que antes o precipitador removia o suficiente para atender a legislação, ou seja, a concentração de entrada era de
Passo 1
O enunciado trata do redimensionamento de um precipitador eletrostático cuja área de coleta é
e opera com campo elétrico
. A vazão de gases é
e há distribuição granulométrica em oito faixas de diâmetro
(em
m) com percentuais de massa associados. Vamos usar:
– Lei de Stokes para velocidade de migração elétrica
– Lei de Stokes para velocidade de migração elétrica
– Carga de saturação aproximada de uma partícula esférica em campo forte
– Equação de Deutsch–Anderson para eficiência por classe
– Eficiência total como média ponderada pelos percentuais de massa.
Passo 2
Cálculo da velocidade de migração
em cada faixa, convertendo
para metros e usando
com
,
,
. Tomando o diâmetro médio de cada classe
,
, …,
obtemos aproximadamente (em m/s):
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Passo 3
Para cada classe calcula-se
Como
, temos
– ,
– ,
– ,
– ,
– ,
– ,
– ,
– ,
–
–
–
–
–
–
–
–
Passo 4
A eficiência global é a soma ponderada pelos percentuais de massa
:
Resposta
a) A eficiência atual do precipitador é cerca de
.
b), c) e d) Não há como resolver os itens seguintes porque faltam dados sobre o ciclone Stairmand (por exemplo, diâmetro de corte ou dimensões geométricas necessárias para calcular sua eficiência) e, sem isso, não se pode estimar a eficiência combinada e as áreas requeridas.
b), c) e d) Não há como resolver os itens seguintes porque faltam dados sobre o ciclone Stairmand (por exemplo, diâmetro de corte