Uma torre de absorção deve operar com um gradiente de pres são de 0,5^prime prime ägua/ft de recheio. As vazões das fases gasosa e líquida são de respectivamente 620 lb / h e 43400 lb / h. 0 recheio é Super-Intalox de plástico, n^circ 1.
a) Determinar o diâmetro da coluna;
b) Operando a torre com 620 lb / hr de ar, determinar 0 gradiente de pressão para uma vazão de líquido de 90 % daquela de inundação.
Os fluidos tem as propriedades do ar e ägua a 20^circ C.

Passo 1

Beleza, aqui vai o que a questão manda e o que a gente precisa sacar:
– Enunciado resumido: temos uma torre de absorção com recheio Super‐Intalox nº 1 e queremos operá-la até um gradiente de pressão de 0,5″ H₂O por pé de recheio. As vazões são 620 lb/h de ar (fase gasosa) e 43 400 lb/h de água (fase líquida).
  • Conteúdo: projeto hidráulico de torre empacotada – a gente vai usar a correlação de queda de pressão (ΔP/L) para empacotado, que se escreve geralmente como
De
onde é o “F‐factor” do gás e é uma constante do empacotado.
  • O que vamos precisar:
    1. Converter o gradiente dado (0,5″ H₂O/ft) pra unidades de psi/ft.
    2. Encontrar o F-factor de escoamento no ponto de inundação (flooding) a partir desse gradiente e do típico do Super-Intalox 1.
    3. Calcular a velocidade superficial de gás e daí a área e o diâmetro da coluna.
    4. Na parte (b), usar a dependência de ΔP/L com a vazão líquida (expoente ~0,8) pra achar o gradiente a 90 % da inundação.

Passo 2

Converter o gradiente de pressão e achar o F-factor no ponto de inundação
  1. 0,5 pol H₂O por pé → em psi/ft:
0,5H₂O = 0,5/12;fttimes 0,433;tfracpsiftH₂O =0,0180;tfracpsift
  1. Para Super-Intalox 1 usamos na prática De.
    A correlação é
(Aqui mas a gente já tira direto da correlação.)

Passo 3

Calcular a velocidade superficial de gás QG = 0,1722;lb/s0,073;lb/ft^3 approx2,36;ft^3/s e a área da coluna
  1. Densidade do ar a 20 °C e 1 atm: A=pi D^24;Rightarrow; D=raiz4Api =raiz4times1,39pi approx1,33;ft approx0,405;m .
  2. .
  3. Vazão mássica de gás: . Então vazão volumétrica
  1. Área da seção = .
  2. Diâmetro:

Passo 4

Gradiente de pressão a 90 % da inundação de líquido
Empiricamente, l(De. Se a gente usa 90 % do fluxo de inundação em líquido, o novo gradiente é

Resposta

a) Diâmetro da coluna ≈ 1,33 ft (0,405 m)
b) Gradiente de pressão ≈ 0,457 pol H₂O por pé de recheio.

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