- Quais são os principais fatores de correção em projeto de sistemas de agitação. Explique-os.
Passo 1
O enunciado pede para listar e explicar os principais fatores de correção no projeto de sistemas de agitação. O conteúdo envolve semelhança hidrodinâmica (números adimensionais), geometria do agitador e do tanque, condições de instalação e características do fluido. Vamos definir cada fator e mostrar como ele altera o desempenho de um agitador.
Passo 2
Fator de Reynolds e correção de potência: para agitação define-se o número de potência
onde
é a potência,
a densidade,
a rotação e
o diâmetro do impelidor. Em regime turbulento
, mas em regime laminar (baixo número de Reynolds
) o valor de
cresce conforme
. Logo, em fluido viscoso ou baixas rotações usa-se um fator de correção
para ajustar a potência prevista.
Passo 3
Fator geométrico de tanque e impelidor: a relação entre diâmetros
(impelidor sobre diâmetro do tanque) e a presença de bafles alteram o fluxo e a potência.
- Se
muda, o campo de velocidades e o espalhamento do fluido mudam: impelidor maior dá mais fluxo mas consome mais potência. - Bafles (largura típica
) evitam vórtice e aumentam em cerca de – %. Em projeto é preciso multiplicar a potência calculada sem bafles por um fator de correção dos bafles.
Passo 4
Fator de montagem do impelidor: a altura de imersão
(distância do impelidor ao fundo) e o uso de múltiplos impelidores influenciam a homogeneização.
- Altura típica
– : acima disso diminui recirculação junto ao fundo. - Dois ou mais impelidores (espaçamento
) são usados em tanques altos ( ). Cada impelidor adicional corrige o fluxo vertical e aumenta a potência total.
Passo 5
Fator de escala (scale-up): ao aumentar do piloto para escala industrial mantém-se semelhança geométrica (
, bafles, impelidores múltiplos) e semelhança dinâmica. Duas estratégias comuns:
. manter número de Reynolds constante (igualar
),
. manter potência por volume constante (
constante),
. manter velocidade de ponta constante (
constante).
Cada escolha exige corrigir ou
segundo a lei de semelhança adotada.
Cada escolha exige corrigir
Passo 6
Fator de comportamento do fluido não-Newtoniano: se o fluido for tixotrópico, viscoelástico ou com comportamento de potência, a viscosidade aparente varia com a taxa de cisalhamento. Usa-se modelos (Power-law, Bingham) e define-se um número de Reynolds efetivo
(para fluido de potência
, índice
). A potência prevista sofre correção pela curva
.
Resposta
Principais fatores de correção em projeto de agitação:
. Correção por número de Reynolds e viscosidade (fator
).
. Fator geométrico (relação
e presença de bafles).
. Fator de montagem (imersão do impelidor e múltiplos impelidores).
. Fator de escala (manutenção de semelhança –
,
ou
).
. Fator reológico para fluidos não-Newtonianos (uso de
e curva
).