Universidade Federal de Santa Catarina

Universidade Federal de Santa CatarinaDepartamento de Engenharia Qumica e de Engenharia de AlimentosDisciplina: EQA5313-06215 (20101) - Operaes Unitrias de Transferncia de Quantidade de Movimento Maio/2010.

LISTA DE EXERCCIOS CENTRIFUGAO

1. Projetar uma centrfuga tubular para separar cristais de lactose de uma soluo supersaturada do acar. A vazo de soluo deve ser de 18 m3.h-1 e a rotao da centrfuga de 5000 rpm. A massa especfica e a viscosidade da soluo so de 1100 kg.m-3 e 3.10-3 kg m-1.s-1, respectivamente. Assumir que os cristais de lactose so esfricos e possuem Dp = 20 m e s = 1400 kg. m-3. Assumir R2/R1=10. Calcule o fator da sua centrfuga.2. Deseja-se fazer a separao de um slido em suspenso por centrifugao. Para tal, realizou-se ensaios em uma centrfuga tubular de laboratrio, e deseja-se estimar a vazo que o experimento industrial ir utilizar. A vazo no equipamento de laboratrio que produziu um clarificado satisfatrio, foi de 28,8 L/h. Considerar:

s = 1 g/cm3

Industrial:

= 0,01 g/cm.s

N = 15000 rpm

Ro = 1,1 cm

Ro = 5,21 cm

N = 20000 rpm

R = 8,16 cm

L = 20 cm

L = 73,4 cm

Q = ?3. Deseja-se clarificar um detergente lquido com viscosidade de 100 cp e massa especfica de 0,8 g/cm3, centrifugando-se finos cristais de sulfato de sdio (s = 1,46 g/cm3), que esto suspensos nessa soluo. Ensaios preliminares em uma outra centrfuga de laboratrio, operando a 23000 rpm, mostram que se conseguem uma separao satisfatria a uma alimentao de 5 lb/h de soluo. O vaso desta centrfuga tem 7 de comprimento interno com R = 7/8 e (R-Ro)= 19/32.a) Determinar o dimetro crtico das partculas nesta equao;

b) A vazo que se pode esperar na indstria com a centrfuga que possua um fator sigma de 72600 ft2;

4. Duas centrfugas giram nas mesmas velocidades perifricas de 53,34 m/s. O primeiro vaso teve um raio de r1 = 76,2 mm e o segundo r2 = 305 mm. Calcule a rotao/min e as foras centrfugas desenvolvidas em cada vaso. 5. Usa-se uma centrfuga de vaso cilndrico pra separar a gua de um leo de peixe. A centrfuga tem um vaso de 4 in de dimetro e 30 in de comprimento e gira a 15000 rpm. A densidade do leo de peixe 0,94 g/cm3 e a viscosidade 50 cP, a 25 C. Os raios dos vertedores interno e externo so 1,246 in e 1,250 in, respectivamente. Determinar o dimetro crtico das gotculas de leo suspensas na gua e das gotculas de gua suspensas no leo, se a taxa de alimentao for de 300 gal/h de suspenso, com 20% ponderais de leo de peixe. 1. Respostas: Para R2=10 cm; R1=1 cm; L= 42 cm.

Para R2 = 20 cm; R1 = 2 cm; L = 10 cm.

2. Respostas: 1 = 147,13 m2; 2 = 5098,6 m2; Q2 = 998,02 L/h (vazo mxima permitida)3. Respostas: a) Dp = 1,24 . 10-6 m ou 1,2 m; b) 1 = 142,41 m2; Q2 = 0,134 m3/h4. Respostas:

N1 = 6684 r/min;N2 = 1670 r/min, 3806 gs no vaso 1 e 1,951 gs no vaso 2

5. Respostas:

Dp (leo de peixe) = 2,91 . 10-5 ft ou 8,80 m

Dp (fase aquosa) = 4,42 . 105 ft ou 11 m