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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO

UNIDADE ACADÊMICA DE GARANHUNS

DISCIPLINA: OPERAÇÕES UNITÁRIAS I

PROFESSORA: ANDRÉA GALINDO C. ROSAL

PERÍODO 2013.2

1ª ATIVIDADE – OP I

1º) (1,5 ponto) Usando a tabela de fatores conversão, converta:

a) 40 ft/s2 a cm/ano2

b) 554 m4/(diakg) a cm4/(ming)

c) 4,37x103 kJ/min a hp

d) 3,52 Btu/(hin2) para J/(sm2)

e) 20 lbf para kgm/min2

2º) (1,5 ponto) O número de potência (Np) é um número adimensional utilizado na determinação do

consumo de potência em tanques cilíndricos agitados. Sua equação é dada por:

53 DNPNp

Em que P é o consumo de potência, é a densidade do fluido, N é a frequência de rotação do agitador e D

o seu diâmetro.

Sob regime de agitação turbulenta, o número de potência (Np) para agitador tipo turbina de pás planas é

constante e igual a 6. Calcule o consumo de potência (em watts) durante a agitação de um fluido de

densidade = 70 lbm/ft3, agitado à frequência de 120 rpm (min-1) num tanque com agitador tipo turbina

com diâmetro de 90 cm. Considere o regime de agitação turbulento.

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3º) (1,5 ponto) Uma semente de cristal de diâmetro D (mm) é colocada em uma solução de sal dissolvido,

e se observa a formação (nucleação) de novos cristais a uma taxa constante r (cristais/min). Experimentos

realizados com sementes de vários diâmetros mostram que a taxa de nucleação varia com o diâmetro da

semente da seguinte forma:

)(10200min)/( 2 mmemDDDcristaisr

a) Quais são as unidades das constantes 200 e 10? (Admita que a equação é válida, e portanto

dimensionalmente homogênea.)

b) Calcule a taxa de nucleação de cristais em cristais/s correspondente a um diâmetro de cristal de

0,050 polegadas.

c) Deduza uma fórmula para r (cristais/s) em termos de D (polegadas). Cheque a fórmula usando o

resultado do item (b).

4º) (1,5 ponto) A fórmula de Francis para o cálculo da vazão volumétrica através de vertedores é dada

por:

2/3)2,0(00,3 hhLq

Na qual q vale para gal/min, L e h em in (polegadas).

a) Quais são as unidades de 3,00 e 0,2?

b) Deduza uma fórmula para q em m3/s e L e h em metros.

5º) (2,0 pontos) A densidade de um fluido é dada pela equação empírica:

)1027,8exp(5,70 7 P

Onde é a densidade (lbm/ft3) e P é a pressão (lbf/in2).

a) Quais são as unidades de 70,5 e 8,2710-7?

b) Calcule a densidade em g/cm3 para uma pressão de 9,00106 N/m2.

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c) Deduza uma fórmula para (g/cm3) como função de P (N/m2). Cheque o resultado usando a

solução da parte (b).

6º) (2,0 pontos) A seguinte equação empírica correlaciona os valores das variáveis em um sistema no

qual partículas sólidas estão suspensas em uma corrente de gás:

2/13/1

600,000,2

udDD

ydk ppg

Tanto (/D) quanto (dpu/) são grupos adimensionais; kg é um coeficiente que expressa à taxa na qual

uma determinada espécie química se transfere da corrente do gás à partícula sólida; e os coeficientes 2,00

e 0,600 são constantes adimensionais obtidas ajustando dados experimentais cobrindo um amplo intervalo

de valores para as variáveis da equação.

O valor kg é um parâmetro necessário para o projeto de um reator catalítico. Já que este coeficiente é

difícil de determinar diretamente, são medidos ou estimados valores para as outras variáveis, e kg é

calculado pela correlação dada. Os valores conhecidos das variáveis são:

dp = 5,00 mm

y = 0,100 (adimensional)

D = 0,100 cm2/s

= 1,00x10-5 N.s/m2

= 1,00x10-3 g/cm3

u = 10,0 m/s

Qual o valor estimado de kg (Dê o valor e as unidades)?

Data de Entrega: 18/11/2013