Operações Unitárias III - Secagem

OPERAÇÕES UNITÁRIAS III

Secagem

NOTAS DE AULAS   02/07/2015

NOTAS NOT AS DE AUL AULAS AS

02/07/ 02/ 07/2015 2015

1. Introdução • Secagem: refere-se a eliminaç! "e #g$a "e ma%eriais "e &r!cess! e !$%ras s$'s%(ncias) *!"e-se referenciar a eliminaç! "e !$%r!s l+,$ l+,$i" i"!s !s !rg( !rg(ni nic! c!s s c!m! !m! 'en.e en.en! n! !$ s!l s!leen%es n%es !rg(nic!s "e ma%eriais sli"!s) •  Ea&!raç!: gran"e rem!ç! "e #g$a •  Secagem: &e,$ena rem!ç! "e #g$a • Eliminaç! "e #g$a  *rensas  cen%r+f$gas

NOTAS NOT AS DE AUL AULAS AS

02/07/ 02/ 07/2015 2015

1. Introdução • Secagem: refere-se a eliminaç! "e #g$a "e ma%eriais "e &r!cess! e !$%ras s$'s%(ncias) *!"e-se referenciar a eliminaç! "e !$%r!s l+,$ l+,$i" i"!s !s !rg( !rg(ni nic! c!s s c!m! !m! 'en.e en.en! n! !$ s!l s!leen%es n%es !rg(nic!s "e ma%eriais sli"!s) •  Ea&!raç!: gran"e rem!ç! "e #g$a •  Secagem: &e,$ena rem!ç! "e #g$a • Eliminaç! "e #g$a  *rensas  cen%r+f$gas

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2. Métodos geras de se!age" 3%!"!s: *r!cess!s: 1)   4a%ela"a 2)   !n%+n$! 6$an%! a %ransferncia "e cal!r 1)   !n%a%! "ire%! 2)  8#c$! 9in"ire%! ;)   Li!fili.aç!

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#. E$u%a"entos de se!age" 1)  Seca"!r "e 'an"e
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#. E$u%a"entos de se!age" 2) Seca"!r %i&! %=nel c!n%+n$!

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#. E$u%a"entos de se!age" ;) Seca"!r r!%a%i!

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#. E$u%a"entos de se!age" >) Seca"!r "e %am'!r

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#. E$u%a"entos de se!age" 5) Seca"!r s&ra? 

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&. 'ados %s!ro"étr!os 1)  ar%as &sicr!m3%ricas a) Umi"a"e rela%ia  ') @a.! "e $mi"a"e c) En%al&ia ") 8!l$me es&ec+fic! e) Tem&era%$ras "e '$l'! sec! =mi"! e "e !ral!)

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&. 'ados %s!ro"étr!os 2) Umi"a"e "e e,$il+'ri!

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(. )ur*as de ta+as de se!age" 1) Bn%r!"$ç! Na secagem "e ma%eriais c!m c!n%e="! "e $mi"a"e aria"! 3 necess#ri! es%imar: a Taman! "! seca"!rC  ' !n"içes "e secagem 9%em&era%$ra e $mi"a"eC c Tem&! "e secagem)

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(. )ur*as de ta+as de se!age" 1) Bn%r!"$ç! Na secagem "e ma%eriais c!m c!n%e="! "e $mi"a"e aria"! 3 necess#ri! es%imar: a Taman! "! seca"!rC  ' !n"içes "e secagem 9%em&era%$ra e $mi"a"eC c Tem&! "e secagem)

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(. )ur*as de ta+as de se!age" 2) De%erminaç! e&erimen%al "a %aa "e secagem !s%$ma-se "e%erminar a %aa "e secagem em seca"!res "e 'an"e
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(. )ur*as de ta+as de se!age" ;) $ras "e %aa "e secagem em c!n"içes c!ns%an%es 1)  !ners! "!s "a"!s &ara c$ra "e %aa "e secagem Os "a"!s s! !'%i"!s em e&erimen%!s "e secagem em 'a%ela"a c!m! massa %!%al "e ma%erial sli"! 9ma%erial sec! mais #g$a ) Esses "a"!s &!"em ser c!ner%i"!s em "a"!s "e %aa "e secagem)



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(. )ur*as de ta+as de se!age" ;) $ras "e %aa "e secagem em c!n"içes c!ns%an%es 1)  !ners! "!s "a"!s &ara c$ra "e %aa "e secagem

 −     á    =     ó 

- massa "e sli"!s sec! em Fg)

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(. )ur*as de ta+as de se!age" ;) $ras "e %aa "e secagem em c!n"içes c!ns%an%es 1) !ners! "!s "a"!s &ara c$ra "e %aa "e secagem *ara c!n"içes c!ns%an%es "e secagem:

  =  − ∗  ∗−        −  í

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(. )ur*as de ta+as de se!age" ;) $ras "e %aa "e secagem em c!n"içes c!ns%an%es 1) !ners! "!s "a"!s &ara c$ra "e secagem En%! &l!%an%!  X  ers$s % 9 %erem!s:

  % =  −   !""   % =  −  !""   = ! # 

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(. )ur*as de ta+as de se!age" ;) $ras "e %aa "e secagem em c!n"içes c!ns%an%es 1) !ners! "!s "a"!s &ara c$ra "e %aa "e secagem 6$an"! "eriam!s G em f$nç! "e %  %erem!s a %aa "e secagem:

  $

&    = −  '   H %aa "e secagem 9Fg "e I O/)m C & - massa "e sli"! sec! 9FgC  ' H #rea e&!s%a a secagem 9m C 2

2

2

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(. )ur*as de ta+as de se!age" ;) $ras "e %aa "e secagem em c!n"içes c!ns%an%es 1) !ners! "!s "a"!s &ara c$ra "e %aa "e secagem $ra "e %aa "e secagem

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,. )ur*as de ta+as de se!age" 1) *re"iç! "! &er+!"! "e secagem c!ns%an%e  A secagem "e $m ma%erial !c!rre &!r %ransferncia "e massa "! a&!r "e #g$a "a s$&erf+cie sa%$ra"a "! ma%erial &ara $ma c!rren%e "e ar)  A %aa "e rem!ç! "e #g$a 3 c!n%r!la"a &ela %aa "e %ransferncia "e cal!r &ara a s$&erf+cie "! ma%erial)

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,. )ur*as de ta+as de se!age" 1) *re"iç! "! c!ns%an%e

&er+!"!

"e

secagem

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,. )ur*as de ta+as de se!age" 1) *re"iç! "! &er+!"! "e secagem c!ns%an%e *ara se cegar a e,$aç! "e secagem ser# negligencian"! %an%! a %ransferncia "e cal!r &!r c!n"$ç! ,$an%! &!r ra"iaç!)  Ass$mirem!s ,$e s!men%e %ransferncia "e cal!r &ara a s$&erf+cie "! sli"! se
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,. )ur*as de ta+as de se!age" 1) *re"iç! "! &er+!"! "e secagem c!ns%an%e  A %aa "e %ransferncia "e cal!r &!r c!necç! 3 "a"a &!r

 = ( ) − )* '

Em ,$e - c!eficien%e "e %ransferncia "e cal!r + C  H %em&era%$ra "! g#s C * - %em&era%$ra "a s$&erf+cie+"! ma%erial C  H #rea e&!s%a a secagem )

(  $ , ) )  '

 ,

 

 ,

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,. )ur*as de ta+as de se!age" 1) *re"iç! "! &er+!"! "e secagem c!ns%an%e  A %aa "e rem!ç! "e a&!r "e #g$a "! ma%erial 3 "a"a &ela e,$aç!

-. = / 0* − 0

Em ,$e "e massa &!r /  - c!eficien%e "e %ransferncia +C c!necç! *  - fraç! m!lar "! a&!r "e #g$a &rim! a s$&erf+cie "! ma%erialC  H fraç! m!lar "e a&!r "e #g$a n! g#s)

 0 0

 $ 1

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,. )ur*as de ta+as de se!age" 1) *re"iç! "! &er+!"! "e secagem c!ns%an%e Uma !$%ra f!rma "es%a e,$aç! 3 "a"a &!r

2 3 -. = / 2. 4* − 4

Em ,$e . e 3  - s! !s &es!s m!lec$lares "a #g$a e "! ar res&ec%iamen%e) * - $mi"a"e a's!l$%a a %em&era%$ra "a s$&erf+cie "! ma%erial *  JC  H $mi"a"e a's!l$%a a %em&era%$ra "! g#s  J)

2 2 4 4

 )

)

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-. )ur*as de ta+as de se!age" 1) *re"iç! "! &er+!"! "e secagem c!ns%an%e O$%ra f!rma "e &re"iç! "a %ransferncia "e cal!r &!r mecanism! c!m'ina"! "e c!n"$ç! c!necç! e ra"iaç!

 = 5 # 6 # 7 5 = (5 ) − ) '

)6  − )  6 = (6 )6 − ) ' 8(6 = 9 :8;<; !"")6 − )!"" 

! 7 = (7 ) − ) '8>7 = !$(5 # ?@$@ # ?$

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-. )ur*as de ta+as de se!age" 1) *re"iç! "! c!ns%an%e

&er+!"!

"e

secagem

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-. )ur*as de ta+as de se!age" 1) *re"iç! "! c!ns%an%e

&er+!"!

"e

secagem

2 3 -. = / 2. 4* − 4  = -.2.AB '

A

!n"e B s$&erficial

3 !'%i"a &ela %em&era%$ra

)* 1

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-. )ur*as de ta+as de se!age" 1) *re"iç! "! &er+!"! "e secagem c!ns%an%e Bg$alan"! as e,$açes:

 = ( ) − )* '

 = 2 A  ' . . B E s$'s%i%$in"! a e,$aç! Tem!s:

2 -. = / 2.3 C* − C

  ( ) − ) * 5 = AB ' = AB = / 23 C* − C

91 92

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-. )ur*as de ta+as de se!age" 1) *re"iç! "! c!ns%an%e

&er+!"!

"e

secagem

O c!eficien%e c!nec%i! &!"e ser !'%i"! &ela e,$aç!

( = "8"D"EF G8H

On"e K 3 ! fl$! m#ssic! "a"! &!r Fg/m 2

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-. )ur*as de ta+as de se!age" 1) *re"iç! "! &er+!"! "e secagem c!ns%an%e *ara se "e%erminar ! %em&! "e secagem c!ns%an%e %em-se:

& A   −  &   −   * I +  I +  =  '( ) − )* = '/23 C* − C

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E+e"%os Eem&l! 1: Dese
  = "8JK    ó  I = "8D:  L7OMN  ó  ) Es%ime ! %em&!

a%3 necess#ri!)

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E+e"%os Eem&l! 1: S!l$ç!

0;

025

12

;0

 = + − I = J8"K− !8DK = !8K" (

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E+e"%os Eem&l! 2: Tem&! "e secagem &!r mei! "a c$ra "e %aa "e secagem c!nf!rme fig$ra a'ai!:

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E+e"%os Eem&l! 2: S!l$ç!

151

025

0;

 = −  'P   Q = −  'P   +S  P TI   = RISG  =  ' RT+ Q  = 'PQ I − + :  "8JK−"8D: = !8K: (  = D!8 !8:!

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E+e"%o 1 Um ma%erial gran$lar ins!l=el "ee ser sec! em $ma  'an"e57  0>57 m e 25> mm "e &r!f$n"i"a"e e c!nsi"era-se ,$e !s la"!s e ! f$n"! es%! is!la"!s) O cal!r 3 %ransferi"! &!r c!necç! &ela c!rren%e "e ar ,$e fl$i &aralela a s$&erf+cie a $ma el!ci"a"e "e M1 m/s) O ar es%# a M5M  e %em $ma ra.! "e $mi"a"e "e 0010 Fg I2O/Fg "e ar sec!) Es%ime a el!ci"a"e "e secagem 9%aa "e secagem &ara ! &er+!"! "e el!ci"a"e c!ns%an%e n! SB)

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-. )ur*as de ta+as de se!age" 2) *re"iç! "! &er+!"! "e secagem "ecrescen%e 9Bn%egraç! gr#fica Constante

T U  &   =  ' RT  M

Descrescente

@ n! c!ns%an%e)

E+e"%o 2

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Dese FgI2O/Fg "e sli"! sec!) A massa "e sli"! sec! 3 Ls    ;PP Fg s!li"! sec! e  A  15 m2 "e s$&erf+cie lire) alc$le ! %em&! "e secagem) Ls/A  ;PP/15  215 Fg/m 2

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E+e"%o 2 / soução • *er+!"! "e secagem c!ns%an%e

&  = '5 I − +  JVV "8JK−"8!V:  = !K8:K!8:! = D8;J (

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E+e"%o 2 / soução • *er+!"! "ecrescen%e

 Qrea  A 1RA 2RA ;  Qrea  925)002>R911)005MR 90>)0075 

01P

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E+e"%o 2 / soução • *er+!"! "ecrescen%e

T U  JVV &   =  ' RT  = !K8:K "8!KV = E8"; ( M

Tem&! %!%al  2M;R>0MMMP 

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2. Predção do %er0odo de se!age" de!res!ente outros "étodos • Taxa (R) é um função linear de X

 =  #  Derian"! %em!s:  =  S$'s%i%$in"! em T U  &   =  ' RT  Tem!s

M

T U  &   = ' RT  M

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2. Predção do %er0odo de se!age" de!res!ente outros "étodos Des"e ,$e:

I = I #  e + = + #−  =  II − ++ En%! &   −    I + I  =  ' I − + W +