O que ocorreria se modificasse os seguintes parâmetros: 10 ton/h para 5 ton/h, 6 cotovelos ao invés de 4 cotovelos, e o sólido ser alimentado após o ventilador, e não antes?
Realize para cada condição separadamente (no caso, primeiro mudando de 10 ton/h para 5 ton/h, depois de 6 cotovelos ao invés de 4 cotovelos, e depois o sólido ser alimentado após o ventilador e não antes).
Por último, considere que todas as condições serão incluídas para um mesmo exemplo.
Passo 1
O enunciado nos coloca no contexto de transporte pneumático de sólido por meio de um ventilador, num trecho originalmente dimensionado para uma vazão de
, com
cotovelos e alimentando o sólido antes do ventilador (ou seja, no lado de sucção). Vamos analisar separadamente o que acontece quando:
. Reduzimos a vazão de
para
.
. Alteramos de
cotovelos para
cotovelos.
. Passamos a alimentar o sólido após o ventilador (lado de descarga).
Por fim, vamos combinar as três alterações num mesmo cenário e discutir o efeito líquido sobre pressão de trabalho, regime de fluxo e possíveis riscos operacionais.
Por fim, vamos combinar as três alterações num mesmo cenário e discutir o efeito líquido sobre pressão de trabalho, regime de fluxo e possíveis riscos operacionais.
Passo 2
Reduzindo a vazão de sólidos de
para
, com todas as outras condições iguais (mesmo diâmetro do duto, mesma vazão de ar):
- A razão ar-sólido (
) praticamente dobra, passando a ter menos partículas transportadas por metro cúbico de ar. - Como resultado, a pressão de queda causada pelo atrito e pela suspensão de partículas cai significativamente (aproximadamente proporcional à massa de sólido transportada).
- Ficamos mais “próximos” do regime diluído, reduzindo risco de erosão intensa e de bloqueio por jatos de alta concentração.
- Por outro lado, se a vazão de ar não for ajustada, pode haver estabilidade de transporte maior, mas o arraste (velocidade crítica) fica mais elevado, exigindo talvez menor eficiência de captura no final.
Passo 3
Aumentando de
para
cotovelos, mantendo vazões originais de ar e sólido:
- Cada cotovelo gera uma queda de carga equivalente a um trecho reto (valor típico de
a de tubo, dependendo do ângulo e do tipo do cotovelo). - Com mais cotovelos, a soma das quedas de carga adicionais pode facilmente aumentar em
o total do sistema. - Consequência direta: o ventilador precisa entregar mais pressão para vencer esses desvios, consumindo mais potência ou até exigindo um equipamento de maior capacidade.
- Em transporte pneumático, a turbulência em cada curva também favorece o assoreamento local se as partículas forem muito grosseiras, aumentando risco de entupimento.
Passo 4
Passando a alimentar o sólido após o ventilador (lado de descarga) em vez de antes:
- No lado de sucção, o ventilador não tem mais que gerar vácuo para “puxar” o material; alimentamos por pressão positiva.
- A linha de sucção fica livre de partículas, eliminando possíveis obstruções e infiltração de ar ambiente.
- A alimentação após o ventilador exige um sistema de vedação (válvula rotativa ou câmara de pressão) para introduzir o sólido no duto a alta pressão.
- O ventilador, porém, precisará empurrar tanto ar quanto sólido direto para o duto, podendo aumentar ligeiramente a pressão de descarga para manter regime estável.
Passo 5
Agora, supondo simultaneamente:
,
cotovelos e alimentação pós‐ventilador, o efeito líquido é:
- Redução significativa da queda de pressão de carga associada à massa de sólido (pela vazão menor).
- Aumento da queda de pressão e do esforço do ventilador para vencer
cotovelos em pressão de descarga. - Eliminação da queda de pressão e problemas de vácuo no trecho de sucção (alimentação pós‐ventilador).
Em resumo, a diminuição da vazão de sólido tende a reduzir a potência necessária, mas oscotovelos compensam esse ganho aumentando . A alimentação após o ventilador limpa a sucção, porém requer selo de pressão e gera ligeiro acréscimo de pressão na descarga. O dimensionamento final do ventilador ficará entre o caso de alta vazão/ cotovelos/sucção e o caso ajustado, devendo-se calcular a curva combinada de queda de carga para verificar se o equipamento atende a todas as exigências.
Resposta
Resumo dos efeitos das alterações:
(a) De para
: queda de pressão reduzida (fluxo mais diluído), menor risco de erosão e bloqueio.
(b) De para
cotovelos: aumento considerável da queda de carga e do consumo de potência do ventilador, maior risco de acúmulo em curvas.
(c) Alimentação após o ventilador: elimina vácuo na sucção e risco de entupimento nesse trecho, mas requer dispositivo selante e aumenta a pressão de descarga necessária.
(d) Todas as três juntas: balanço entre redução de carga por menor vazão e acréscimo de carga por cotovelos, com ganho operacional na sucção, havendo necessidade de recalcular a curva de carga total para confirmar se o ventilador disponível atende ao novo ponto de operação.
(a) De
(b) De
(c) Alimentação após o ventilador: elimina vácuo na sucção e risco de entupimento nesse trecho, mas requer dispositivo selante e aumenta a pressão de descarga necessária.
(d) Todas as três juntas: balanço entre redução de carga por menor vazão e acréscimo de carga por cotovelos, com ganho operacional na sucção, havendo necessidade de recalcular a curva de carga total para confirmar se o ventilador disponível atende ao novo ponto de operação.