Exercícios Resolvidos de Determinação do Diâmetro da Coluna Recheada

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Enunciado

Uma coluna de recheio com cerâmicas Intalox de 1   i n   ( 25,4   m m ) deve ser construída para tratar: 25000   f t 3   ( 708   m 3 ) de entrada de gás por hora. O conteúdo de amônia do gás que entra é de 2 % em volume. Água sem amônia é usada como adsorvente. A temperatura é de 68 ° F   ( 20 ° C ) e a pressão é de 1   a t m . A razão entre o fluxo de gás e o fluxo de líquido é de 1   l b de gás por l b de líquido.

Se a velocidade do gás deve ser metade da velocidade de inundação, qual deveria ser o diâmetro da coluna?

Passo 1

Oi oiee, tudo bem? Nessa questão nós temos uma coluna com 25000   f t 3   ( 708   m 3 ) de entrada de gás por hora contendo amônia 2 % em volume. Considerando que a coluna está nas seguintes condições,

T = 68 ° F   ( 20 ° C )

P = 1   a t m

E que,

G L = 1   l b   g á s 1   l b   l í q u i d o

Precisamos calcular o diâmetro da coluna onde a velocidade do gás é a metade da velocidade de inundação. Então vamos lá!

Passo 2

Temos que o peso molecular médio do gás que entra é,

M M g á s = 29 t i m e s   0,98 + 0,02 × 17 = 28,76   g / m o l

Então,

ρ y = 28,76 × 492 359 ( 460 + 68 ) = 0,07465   l b / f t 3

Passo 3

O enunciado nos disse que,

G L = 1   l b   g á s 1   l b   l í q u i d o

Ou seja,

G = L ou G y = G x

Além disso, nos disse que as cerâmicas têm 1   i n   ( 25,4   m m ) . Logo, com o gráfico podemos encontrar o valor das vazões no ponto em que as vazões são iguais para o recheio de 1 i n .

Cruzando essas informações encontramos que

G y = G x = 1700 l b f t 2 . h = 0,472 l b f t 2 . s

Passo 4

Como a velocidade do gás deve ser metade da velocidade de inundação temos,

0,472 2 = 0,236   l b f t 2 . s

Assim o fluxo total do gás é,

25000 × 0,07465 1600 = 0,518   l b / s

Então a área da seção transversal da torre é,

S = 0,518 0,236 = 2,19   f t 3

Como a área é,

S = π D 2 4

Logo,

D = 1,67   f t = 509   m m

Resposta

D = 1,67   f t = 509   m m