Dimensionamento de Ciclone industrial

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A bateria de ciclones comprada pelo cliente consiste em 3 ciclones Lapple em paralelo, com 50,8 cm de diâmetro.

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DIMENSIONAMENTO

As propriedades do ar estão dispostas na tabela abaixo.

Tabela 1 - Propriedades fisico-químicas do ar.

Densidade

7,56x10-4 g/cm³

Temperatura

200 ºC

Viscosidade

0,02583 cP

Fonte:referências bibliográficas.

As propriedades do sólido estão ilustradas na tabela a seguir.

Tabela 2 – Propriedades do sólido

Densidade (ρs)

3,0 g/cm³

Fonte: referências bibliográficas.

Como uma velocidade não foi especificada adotou-se um valor de 50 ft/min, ou seja, 1524 cm/s, que é a velocidade ideal de funcionamento de ciclones Lapple. Com a velocidade especificada pode-se utilizou-se a equação descrita abaixo para calcular a vazão para cada ciclone do sistema.

[pic 5]

(2)

Para o cálculo da vazão total, multiplicou-se a vazão Qi encontrada por 3 e encontrou-se um valor de Qt = 1474835,76 cm3/s. Para encontrar o diâmetro que 95% das partículas são coletadas, necessitou-se do valor de d* , obtido pela equação a seguir.

[pic 6]

(3)

Com o valor de 0,144 µm utilizou-se a equação descrita abaixo para o cálculo do diâmetro que é coletado com 95% de eficiência.

[pic 7]

(4)

Foi encontrado um valor de 0,62768 µm, portanto partículas maiores que esse valor são coletadas com 95% de eficiência.

Para o cálculo da potência do soprador foi necessário o parâmetro uc de cada ciclone, para isso utilizou-se a equação demostrada a seguir.

[pic 8]

(5)

Com o parâmetro uc calculado, utilizou-se a equação descrita a seguir para calcular a queda de pressão ΔPi em cada ciclone.

[pic 9]

(6)

Para fins de cálculo transformou-se a unidade do valor de ΔPi, encontrado em [dyn/cm2], para [mm.H2O]. Para isso, multiplicou-se por 0,012, que é o fator de conversão e encontrou-se um valor de ΔPi = 84,06 [mm.H2O]. Também foi necessário realizar a conversão da vazão para [m3/s], o que resultou em um valor de Qt = 1,4748 [m3/s]. Por fim, utilizou-se a equação descrita abaixo para obter a potência do soprador em [HP], adotando um valor de eficiência de 0,5 para o soprador.

[pic 10]

(7)

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CONCLUSÃO

O estudo de equipamentos que separam partículas é de extrema importância para a indústria e para a população em geral, pois está relacionado a purificação do ar e reaproveitamento de poeiras e partículas. Com este projeto foi possível aplicar os conhecimentos adquiridos em sala de aula e repassar para o cliente uma análise detalhada do sistema de ciclones adquirido. Como a partícula desejada não foi especificada, provavelmente por questões do valor econômico do produto, não foi possível realizar um estudo mais aprofundado acerca de sua natureza. Para o sistema em questão encontrou-se uma capacidade total de 1,4747 m3/s, com uma queda de pressão total de 84,06 mm.H2O, sendo necessário um soprador de 3,306 HP.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

CREMASCO, M. A. Operações Unitárias em sistemas particulados e fluido-mecânicos. Blucher, 2012.

Propriedades físicas da água. Disponível em : http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAgKgAE/propriedades-ar-seco-sob-pressao-normal>. Acesso em 10/10/2017

MASSARANI, G. Fluidodinâmica de sistemas particulados. E-papers Serviços Editoriais, 2002.