Exercícios Resolvidos de Sedimentação

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Enunciado

Determinar a área, a altura e a vazão de concentrado de um sedimentador capaz de tratar 480   L / m i n de uma suspensão aquosa de barita, sabendo que se espera obter uma relação C v / C v u de 1 : 4 .

Um teste de proveta, realizado à mesma concentração e temperatura de alimentação, produziu o seguinte resultado:

Passo 1

O primeiro passo que temos que fazer é pegar essa tabela de z   v e r s u s   t e transformá-la em um gráfico pra podermos trabalhar.

Vamos nas contas precisar de t c , t u e t m í n ; no caso do t c , já conseguimos determinar direto com a bissetriz nas tangentes, saca só:

t c = 16   m i n

Para os outros tempos, primeiro precisamos calcular z m í n :

z m í n = z 0 C v C v u

z m í n = 40 * 1 4 = 10   c m

Do gráfico:

t m í n = 18,8   m i n

t u = 30   m i n

Passo 2

Para calcular a área, calculamos a área mínima e depois aplicamos os fatores de correção.

A m í n = Q * t m í n z 0

Usando o metro como unidade de comprimento, Q = 0,48   m 3 / m i n e z 0 = 0,4   m :

A m í n = ( 0,48 ) * 18,8 0,40 = 22,56   m 2

Mas:

A p r o j = A m í n * f 1 * f 2

1,10 ≤ f 1 ≤ 1,25

Se nada for falado, EU uso o valor médio, isto é, f 1 - = 1,175 . Quanto a f 2 :

S e   D m í n ≥ 30   m ,   u s a   f 2 = 1,2 S e   5 ≤ D m í n < 30   m ,   u s a   f 2 = 1,56 - 0,012 D m í n S e   D m í n < 5   m   ,   u s a   f 2 = 1,5

Em que D m í n é o diâmetro calculado a partir da A m í n .

A m í n = π 4 * D m í n 2

D m í n = 5,36

Daí:

f 2 = 1,56 - 0,012 D m í n = 1,496

Então:

A p r o j = 22,56 * 1,175 * 1,496 = 40   m 2  

Passo 3

Precisamos das alturas das quatro zonas:

H = H A + H B + H C D

Para H A   e   H B , tem as recomendações do livro do Perry:

45 < H A < 75   c m

30 < H B < 60   c m

O meu professor falava pra usarmos os valores médios desses intervalos. Daí:

H A = 60   c m = 0,6   m  

  H B = 45   c m = 0,45   m

Para H C D :

H C D = 4 Q t u - t c C v 3 A m í n C v u

H C D = 4 * 0,48 * 30 - 16 * 1 3 * 22,56 * 4 = 0,10 m

Como:

H = H A + H B + H C D

H = 1,15   m

Resposta

A p r o j = 40   m 2  

H = 1,15   m