Exercícios
1º Exercício: Em um tacho encamisado, deve-se aquecer um óleo
que apresenta viscosidade de 12cP e densidade de 1498 kg/m3 na
temperatura inicial. Calcule a potência consumida pelo sistema de
agitação considerando: (a) com 4 defletores; (b) sem defletores.
Dados:
Turbina de 6 pás retas e disco
DT = 1,8m; Di = 0,6m; Hi = 0,6m; HL = 1,8m; N = 90rpm
·
W
·
W
N
N
W
w
HLZL
HZLL
ZH
i i
ZiHi
Di
DT
Sem defletores
Turbina com 6
pás retas e disco
Di
DT
Com defletores
a) Com 4 defletores
a) Com 4 defletores
Número de Potência = usar curva 1 e Re = 67400
a) Com 4 defletores
3 5

Po  W / N Di
=5
b) Sem defletores
NDi2
Re 
 Reynolds

2
N Di
 Froude
Fr 
g
Número de Potência
Po = f (Re, Fr)
Se Re>300
Po
 
Fr
(
a  log Re
)
b
Impulsor: “Flat blade disc turbine”
Sem defletores (R=0), a=1, b=40
b) Sem defletores
Se a=1; b=40; Fr= 0,137; Re = 67400
Po
 
Fr
(
a  log Re
)
b
= 1,2 (linha 5)
b) Sem defletores
3 5

Po  W / N Di = 1,45
2º Exercício: Deseja-se misturar ácido acético e água em batelada. Foram
testadas em laboratório uma hélice de 3 pás e uma turbina de 8 pás inclinadas
como impulsores. Os dados do sistema de agitação em laboratório (menor
escala), são os seguintes: DT = 0,25m; DT/Di = HL/Di = 3; Hi/Di = 1; w/Di = 0,1;
mist. = 1011 kg/m3; mist. = 1cP. As características para as melhores condições
encontradas em laboratório são as seguintes:
·
Hélice  W = 4,9 Watts; N = 11rps; Npo = constante para Re ≥ 1000.
Turbina 
·
W = 3,7 Watts; N = 8rps; Npo = constante para Re ≥ 2000.
Projete um sistema industrial (grande escala) para
misturar um total de 4m3 de ácido acético com água
através do sistema de agitação mais eficiente dos dois
encontrados em laboratório.
·
W
N
w
HZLL
ZH
i i
Di
Hélice de 3 pás
Turbina com 8 pás inclinadas
DT
3º Exercício. Em um experimento de laboratório, foram obtidos os seguintes
dados durante a inversão de um xarope de 40% de sacarose a 30ºC:
 = 1050 kg/m3; =4cP; N = 750 rpm; turbina com 6 pás retas; 4 defletores;
HL/Di = 3; DT=0,333m; DT/Di=3; Hi/Di=0,75; w/Di=0,17.
Calcule:
(a) A potência útil e indique o tipo de agitação;
(b) A potência útil, a rotação, Reynolds e as dimensões para um sistema industrial
com 50000 litros de xarope, operando na mesma potência por metro cúbico.
·
W
750rpm
w
HZLL
Zi
Hi
Di
0,333m
Turbina com 6 pás retas
Número de potência
Do gráfico Re vs Npo (curva nº 2) temos que: Npo = 4
Número de Reynolds
·
Nível ou grau de agitação
W/V
Watts
m3
HP
m3
até 80
até 0.1
débil
80 - 230
0.1 - 0.3
suave
230 - 460
0.3 - 0.6
média
460 - 750
0.6 - 1.0
forte
750 - 1500
1-2
intensa
1500 - 2250
2-3
muito forte
2250 - 3000
3-4
muito intensa