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relatorio disciplina laboratorio engenharia quimica 1
Tipologia: Trabalhos
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RELATÓRIO TÉCNICO 0 de 14 UNIDADE Instituto de Química DEPART. Operações e Processos Industriais DISCIPLINA Laboratório de Engenharia Química I PROFESSOR Marco Antonio Gaya TÉCNICA Samara Montani GRUPO 5 Alunos: Ana Karoline Gomes, Lara Soares, Leandro Pinto, Maria Vitoria Pontes, Suellen Muquim e Thiago Viana.
RELATÓRIO TÉCNICO 1 de 14 UNIDADE Instituto de Química DEPART. Operações e Processos Industriais DISCIPLINA Laboratório de Engenharia Química I PROFESSOR Marco Antonio Gaya TÉCNICA Samara Montani GRUPO 5 Alunos: Ana Karoline Gomes, Lara Soares, Leandro Pinto, Maria Vitoria Pontes, Suellen Muquim e Thiago Viana.
................................................................................................................................................................................ 0 RELATÓRIO 6 | DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DA PERMEABILIDADE DE LEITOS.................................................... 0
**1. INTRODUÇÃO....................................................................................................................................................... 2
RELATÓRIO TÉCNICO 3 de 14 UNIDADE Instituto de Química DEPART. Operações e Processos Industriais DISCIPLINA Laboratório de Engenharia Química I PROFESSOR Marco Antonio Gaya TÉCNICA Samara Montani GRUPO 5 Alunos: Ana Karoline Gomes, Lara Soares, Leandro Pinto, Maria Vitoria Pontes, Suellen Muquim e Thiago Viana. Figura 1 – Representação simples de um leito fixo. A velocidade média de um fluído que escoa em um leito, que pode ser descrita por Darcy, é diretamente proporcional ao gradiente de pressão disponível e inversamente proporcional ao comprimento do percurso, no caso, o tamanho do leito: v =
Onde: L é o percurso do leito; - ∆ P é a queda de pressão do leito; K é a constante de proporcionalidade que depende das propriedades físicas do leito e do fluído. Tendo em vista a resistência física que é gerada pelo leito, a fase sólida irá gerar perda de carga conforme o escoamento. A fórmula de Ergun prediz que a perda de carga
RELATÓRIO TÉCNICO 4 de 14 UNIDADE Instituto de Química DEPART. Operações e Processos Industriais DISCIPLINA Laboratório de Engenharia Química I PROFESSOR Marco Antonio Gaya TÉCNICA Samara Montani GRUPO 5 Alunos: Ana Karoline Gomes, Lara Soares, Leandro Pinto, Maria Vitoria Pontes, Suellen Muquim e Thiago Viana. total em um escoamento em leito poroso, sobre qualquer regime, será dada pela equação: ∆ P L
150 V (^) 0 μ ( 1 − ϵ ) 2 φs 2 Dp 2 ε
1,75 ρ V (^) 0 2 ( 1 − ϵ ) φs Dp ε 3 Onde: V^ 0 : velocidade de escoamento; φs : esfericidade da partícula; ε : porosidade do leito;
: perda de carga por altura de leito; Dp: tamanho médio da partícula. A constante de empacotamento irá definir o quanto as partículas estão no leito e a permeabilidade irá definir a facilidade ou dificuldade com que o fluido escoa através dos poros. Quanto mais porosa a partícula, o fluido terá mais facilidade de escoar por ela. Portanto, conclui-se que quanto maior a porosidade das partículas de um leito empacotado maior é a permeabilidade.
RELATÓRIO TÉCNICO 6 de 14 UNIDADE Instituto de Química DEPART. Operações e Processos Industriais DISCIPLINA Laboratório de Engenharia Química I PROFESSOR Marco Antonio Gaya TÉCNICA Samara Montani GRUPO 5 Alunos: Ana Karoline Gomes, Lara Soares, Leandro Pinto, Maria Vitoria Pontes, Suellen Muquim e Thiago Viana. 3.2. Procedimento Operacional.
A partir dos dados fornecidos na prática calculamos o valor da vazão. Volume de água (mL) Tempo Vazão(m³/h) Temperatura (°C) (s) 1880 11.09 0.610279531 27 1740 11.65 0.537682403 28 1700 12.94 0.472952087 28 1860 16.41 0.408043876 29 1950 20.78 0.337824832 29 1960 30.19 0.233719775 29 Tabela 1: Dados fornecidos
RELATÓRIO TÉCNICO 7 de 14 UNIDADE Instituto de Química DEPART. Operações e Processos Industriais DISCIPLINA Laboratório de Engenharia Química I PROFESSOR Marco Antonio Gaya TÉCNICA Samara Montani GRUPO 5 Alunos: Ana Karoline Gomes, Lara Soares, Leandro Pinto, Maria Vitoria Pontes, Suellen Muquim e Thiago Viana. Posteriormente realizamos os cálculos de modo a obtermos a área livre de escoamento do leito fixo. massa (recheio)/ massa específica partícula = Volume (recheio) Volume (recheio)/ Altura do leito = Área do recheio Volume (leito)/ Altura do leito = Área do leito (Área do leito) – (Área do recheio) = área livre de escoamento Uma vez obtida a área livre de escoamento, podemos obter a velocidade de escoamento do experimento (em cada um dos 5 pontos) e, uma vez obtidas as velocidades, torna-se possível a aplicação da equação de Ergun: Para aplicação desta equação, consideramos a temperatura do experimento 27ºC, a qual corresponde a viscosidade de 0,000852 kg/m.s Essa equação pode ser simplificada, de modo a fornecer um ajuste de reta: ΔPL+ρ.g=k.v+ s.ck.v Onde 𝜅 é a permeabilidade do leito, com unidades de 𝑚² e 𝑐 é um fator adimensional. Realizando os cálculos, obtém-se as tabelas e gráficos a seguir.
RELATÓRIO TÉCNICO 9 de 14 UNIDADE Instituto de Química DEPART. Operações e Processos Industriais DISCIPLINA Laboratório de Engenharia Química I PROFESSOR Marco Antonio Gaya TÉCNICA Samara Montani GRUPO 5 Alunos: Ana Karoline Gomes, Lara Soares, Leandro Pinto, Maria Vitoria Pontes, Suellen Muquim e Thiago Viana. 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 f(x) = 2.01 x + 271. R² = 0. v (m/s) (∆P2-4/ L +ρ.g)/ v v (m/s) (∆P2-3/ L +ρ.g)/ v
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RELATÓRIO TÉCNICO 10 de 14 UNIDADE Instituto de Química DEPART. Operações e Processos Industriais DISCIPLINA Laboratório de Engenharia Química I PROFESSOR Marco Antonio Gaya TÉCNICA Samara Montani GRUPO 5 Alunos: Ana Karoline Gomes, Lara Soares, Leandro Pinto, Maria Vitoria Pontes, Suellen Muquim e Thiago Viana. 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 f(x) = 0.64 x + 197. R² = 0. v (m/s) (∆P2-3/ L +ρ.g)/ v v (m/s) (∆P2-1/ L +ρ.g)/ v
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RELATÓRIO TÉCNICO 12 de 14 UNIDADE Instituto de Química DEPART. Operações e Processos Industriais DISCIPLINA Laboratório de Engenharia Química I PROFESSOR Marco Antonio Gaya TÉCNICA Samara Montani GRUPO 5 Alunos: Ana Karoline Gomes, Lara Soares, Leandro Pinto, Maria Vitoria Pontes, Suellen Muquim e Thiago Viana.
CREMASCO, M.A. Operações Unitárias em Sistemas Particulados e Fluidomecânicos. São Paulo, 2012. MASSARANI, G. Fluidodinâmica em Sistemas Particulados. Rio de Janeiro, UFRJ. PEREIRA, P. R. A. Análise da perda de carga e da porosidade em leito fixo. São Paulo,
RELATÓRIO TÉCNICO 13 de 14 UNIDADE Instituto de Química DEPART. Operações e Processos Industriais DISCIPLINA Laboratório de Engenharia Química I PROFESSOR Marco Antonio Gaya TÉCNICA Samara Montani GRUPO 5 Alunos: Ana Karoline Gomes, Lara Soares, Leandro Pinto, Maria Vitoria Pontes, Suellen Muquim e Thiago Viana.
