Projete uma câmara gravitacional para remover todas as partículas maiores que 80
de uma corrente de ar nas condições ambiente (
), cuja vazão volumétrica é de
. Dados: Densidade do material particulado
, Máxima velocidade do gás no interior da câmara
, Viscosidade do ar nas condições dadas
.
Passo 1
O enunciado pede o dimensionamento de uma câmara de sedimentação gravitacional para remover todas as partículas de diâmetro maior que
de um fluxo de ar em condições ambiente
,
, com vazão volumétrica
. Os dados disponíveis são: densidade das partículas
, máxima velocidade do gás na câmara
e viscosidade do ar
. Vamos usar a lei de Stokes para obter a velocidade de sedimentação e a condição de captura para projetar altura, comprimento e largura da câmara.
Passo 2
Pela lei de Stokes, a velocidade de sedimentação de uma partícula esférica de diâmetro
em fluido viscoso é
onde
é a densidade do ar e
. Como
, tomamos
e
. Logo,
Passo 3
Para verificar a validade de Stokes calculamos o número de Reynolds da partícula
ligaresco, porém ainda da ordem de 1. Aceitamos a aproximação de Stokes.
Passo 4
Na câmara, o fluxo percorre comprimento
à velocidade
, com tempo de residência
Para que toda partícula com
deposite, sua distância de sedimentação
(altura da câmara) deve satisfazer
Passo 5
Escolhemos uma altura prática de
. Então
Passo 6
A largura
da câmara é obtida da área da seção transversal
e da vazão
Resposta
As dimensões da câmara gravitacional são:
altura , comprimento
e largura
.
altura