Os seguintes dados resultaram de experiências com um filtro-prensa de laboratório com 4 quadros
in.:
Pressão de filtração:
Temperatura:
Tempo de filtração:
Volume de filtrado:
Deseja-se filtrar a mesma suspensão, à mesma pressão, em um filtro industrial, para obter-se
de filtrado em 6 horas de efetiva filtraçào.
Determine o volume de água de lavagem, após 30 minutos de operação de lavagem (a
, utilizando lavagem simples).
Pressão de filtração:
Temperatura:
Tempo de filtração:
Volume de filtrado:
Deseja-se filtrar a mesma suspensão, à mesma pressão, em um filtro industrial, para obter-se
Determine o volume de água de lavagem, após 30 minutos de operação de lavagem (a
Passo 1
O exercício dá dados de uma filtração em prensa-laboratório e pede o volume de água de lavagem (lavagem simples, 100 psi) que passa pelo filtro industrial em 30 min.
Conteúdo: filtração a pressão constante + dimensionamento de prensa + lavagem simples.
Vamos precisar:
Conteúdo: filtração a pressão constante + dimensionamento de prensa + lavagem simples.
Vamos precisar:
- Equação de vazão em filtração a pressão constante:
- Calcular a resistência total do sistema (
) a partir dos dados de laboratório. - Dimensionar área do filtro industrial para a vazão desejada (2000 ft³ em 6 h).
- Aplicar a mesma equação durante a lavagem (vazão de lavagem
) e achar .
Passo 2
Calcular
com o ensaio de laboratório.
– Área do laboratório:
– Área do laboratório:
$$A_{\rm lab} = 4\times(6;in\times6;in)=144;in^2
=144\times(0{,}0254\;\text m)^2\approx0{,}0929\;\text m^2$$
– Vazão no laboratório:
– Pressão e viscosidade:
,
.
– Logo
– Logo
Passo 3
Dimensionar a área do filtro industrial para filtrar
em
.
– Converte volume e tempo:
– Converte volume e tempo:
– Vazão desejada:
$$Q_i=\frac{V_i}{t_i}
=\frac{56{,}63}{21600}\approx2{,}62\times10^{-3}\;\tfrac{\text m^3}{\text s}$$
– Usa
e isola
:
Passo 4
Durante a lavagem (30 min), sob mesma pressão e mesma resistência de leito, a vazão de lavagem é
Isso acontece porque o sistema (pressão, resistência, área) é o mesmo do filtração.
Passo 5
Volume de lavagem em 30 min:
$$t_w=30;min=1800;\text s,\quad
V_w = Q_w\,t_w = Q_i\,t_w\,. $$
Substituindo
$$V_w = 2{,}62\times10^{-3};\frac{\text m^3}{\text s}\times1800;\text s
=4{,}72\;\text m^3$$
Em pés cúbicos:
Resposta
O volume de água de lavagem (lavagem simples, 100 psi, em 30 min) é aproximadamente