A prática de fluidização tem como objetivo geral a obtenção das curvas características de fluidização para um leito fluidizado a água constituído por partículas de areia de elevada granulometria e para um leito fluidizado a ar constituído por partículas de areia de baixa granulometria.

Como objetivos específicos:

• Determinar a porosidade dos leitos estáticos das partículas;
• Determinar a queda de pressão nos leitos fluidizados para diferentes vazões dos fluidos;
• Determinar a expansão dos leitos fluidizados para as diferentes vazões dos fluidos;
• Construir as curvas características de fluidização: queda de pressão (Pa) em função da velocidade do fluido (m/s);
• Determinar, a partir das curvas características, a queda de pressão máxima nos leitos fluidizados e as velocidades de mínima fluidização;
• Determinar a porosidade dos leitos de fluidizados na mínima fluidização.
• Calcular, a partir de equações propostas na literatura, as quedas de pressão máxima nos leitos fluidizados, as velocidades de mínima fluidização e a porosidade dos leitos fluidizados na mínima fluidização;
• Comparar os dados obtidos experimentalmente com os dados calculados com as equações propostas na literatura.

Para melhor compreensão do discente são disponibilizados o roteiro e um vídeo sobre a prática na pasta.

Equipes:

Equipe Boreal:

A equipe Boreal produziu um artigo científico, confira!!!

Equipe Justice Beauty:

A Equipe Justice Beauty elaborou um panfleto, acesse!

Equipe LiON

A Equipe LiON produziu um jogo, para acessar as instruções de como abrir o jogo clique no aqui!

Equipe Paládio:

A equipe Paládio elaborou um mapa mental, confira!!

A prática de Escoamento em Meios Porosos/Permeabilidade tem como objetivo Geral a Obtenção das permeabilidades de leitos de partículas de pedregulho grosso e esferas de vidro através de medidas da queda de pressão ocasionada por uma variação na vazão do fluido quepercola o meio poroso.

Além disso, tem-se como objetivos específicos:

• Determinar a queda de pressão do permeâmetro para diferentes vazões do fluido;
• Construir a curva característica de permeabilidade: queda de pressão (Pa) / comprimento do permeâmetro (m) em função da velocidade do fluido (m/s);
• Para vazões baixas, determinar, a partir do ajuste pela equação de Darcy, a constante de permeabilidade do leito de partículas;
• Comparar os dados obtidos experimentalmente através do ajuste pela Equação de Darcy com os dados calculados a partir da equação de Carman-Kozeny;
• Para vazões elevadas, determinar a partir do ajuste da curva com o termo quadrático, aconstante de permeabilidade do leito de partículas;
• Comparar os dados obtidos experimentalmente através do ajuste da curva com o termo quadrático com os dados calculados a partir da equação de Ergun.

Acesse o roteiro da prática e uma vídeo aula explicativa, disponível na pasta.

Equipes:

Equipe Boreal:

A Equipe Boreal produziu algumas perguntas através do Kahoot, confira!

Justice Beauty

A Equipe Justice Beauty elaborou um laudo técnico  do experimento, acesse!

LiON

A Equipe LiON produziu algumas perguntas no aplicativo Kahoot, acesse!

Equipe Paládio

A Equipe Paládio elaborou uma conversa informal explicativa  entre discentes, confira!

Filtração: separação mecânica das partículas sólidas de uma suspensão líquida baseada em princípios de escoamento em meios porosos. O sólido da suspensão fica retido sobre o meio filtrante (poroso) formando a torta e cuja espessura vai aumentando no decorrer da operação, enquanto que o líquido que passa é chamado filtrado.

Para se especificar um filtro adequado a determinada aplicação deve-se considerar diversos fatores associados as características da torta resultante da filtração e da suspensão a ser filtrada. As características relevantes da torta são a quantidade de torta, a compressibilidade, o valor unitário, as propriedades físico-químicas, a uniformidade e o estado de pureza desejado; as da suspensão são a vazão, a temperatura, o tipo e concentração de sólidos, a granulometria, a heterogeneidade e a forma das partículas. Abaixo estão alguns exemplos de filtros utilizados largamente na indústria. Confira também a vídeo aula do ensino remoto para utilizar como apoio de estudo.

A Fluidização pode ser observada quando os sólidos são submetidos à passagem vertical e ascendente de um fluido distribuído uniformemente no leito, sem que as partículas sejam arrastadas junto com o fluido.

Aplicações:

• Secagem;
• Mistura;
• Revestimento de partículas;
• Aglomeração de pós;
• Aquecimento e resfriamento de sólidos.

Leito de Jorro:

Desenvolvido em 1954 por Mathur e Gishler, o leito de jorro consiste basicamente de uma coluna cilíndrica de base cônica, contendo partículas sólidas de um tamanho considerável, maiores que 1mm, e de orifício de entrada do fluido localizado na parte inferior central da base cônica. o leito de jorro apresenta vantagens na transferência de calor e massa em comparação a outros equipamentos de mesma
finalidade.

Aplicações:

• Secagem (cereais, pastas)
• Gaseificação de carvão
• Granulação;
• Aquecimento;
• Resfriamento;
• Recobrimento.

Acesse uma vídeo aula do ensino remoto para melhor entendimento do conteúdo…

Porosidade: Indica o grau de compactação do leito.

Aplicações:

1) Filtração: uma mistura sólido-líquido passa através de um meio poroso de forma que o líquido passa e o sólido fica retido no meio filtrante poroso.

2) Colunas de Recheio: Destilação, adsorção, absorção.

3) Reatores catalíticos e enzimáticos:

4) Secador, combustor, gaseificador:

5) Recobridor (coaters)

Está disponível para acesso uma vídeo aula do ensino remoto.

A sedimentação é a separação de um suspensão sólido-fluido, baseada na diferença entre as concentrações das fases presentes sujeitas a ação da gravidade. A operação consiste em concentrar suspensões de sólidos em líquidos ou purificar o líquido.

Qual o objetivo?

Clarificação: Quando o interesse é a obtenção de um sobrenadante limpo, ou seja, uma fase líquida com o mínimo de sólidos. Ocorre principalmente em tratamento de água e as concentrações envolvidas são baixas.

Espessamento: Quando o principal interesse é a obtenção de uma suspensão mais concentrada, ou seja, uma fase sólida com o mínimo de líquido. Ocorre na maioria das indústrias químicas e as concentrações envolvidas são moderadas.

São disponibilizadas vídeo aulas do ensino remoto, assim como links de vídeos do You Tube e podcast do Spotify.

No tratamento de água utiliza-se muito a operação unitária de sedimentação, a Figura acima é um decantador utilizado para tratamento de água.

Os ciclones são equipamentos onde a mistura sólido/líquido é alimentada tangencialmente e em alta velocidade na parte superior de uma câmara na forma de um tronco cilíndrico/cônico. No interior os sólidos pesados, que devido a força centrífuga podem chegar a ter mais de duas mil vezes seu peso, percorrem uma espiral descendente junto a parede e saem através de um orifício inferior (underflow). Já os sólidos finos, percorrem uma espiral interna ascendente e saem por uma abertura superior junto com o fluido (overflow).

Tipos de Ciclones (separação sólido/gás):

• Lapple;
• Niigas;
• Stairmand.

Tipos de Hidrociclones (separação sólido/líquido):

• Rietema;
• Bradley;
• CBV/Demco;
• AKW.

São disponibilizadas vídeo aulas do ensino remoto, bem como, animações do funcionamento do ciclone e conjunto de ciclones e além disso, alguns links  de vídeos explicativos do You Tube.

A centrifugação é o processo de separação em que a força centrífuga relativa gerada pela rotação da amostra é utilizada para sedimentar sólidos em líquidos, ou líquidos imiscíveis de diferentes massas específicas, separando-os. É uma operação unitária amplamente utilizada nas áreas industriais.

 

Foi disponibilizado uma  vídeo aula do ensino remoto e links  com vídeo de funcionamento de equipamentos, bem como podcast do Spotify explicando sobre as centrífugas.

Separação de particulados por ação gravitacional e centrífuga

Objetivos:

• Eliminar o risco de explosão;
• Obtenção do produto desejado;
• Evitar desperdício de material de alto valor agregado;
• controle da poluição (líquido e gás)

Gravitacionais: Câmara de poeira e elutriador

Centrífugos: centrífuga, ciclone e hidrociclone

Câmara de Poeira

A Separação de partículas na câmara de Poeira, como evidencia-se na Figura acima, baseia-se na diferença entre o tempo de permanência de uma determinada partícula presente em uma corrente gasosa, e seu tempo de queda em uma coluna de separação. O equipamento constituído por um duto raso com uma grande caixa que pode ser dividida em vários compartimentos. Logo, baseia-se na sedimentação livre, considerando a velocidade terminal.

Coletores de Poeira

Coletores de poeira baseiam-se no mesmo funcionamento de uma câmara de poeira, entretanto, podem ser usados quando grandes quantidades de pó têm de ser eliminadas. As indústrias que têm problemas nesse caso são as usinas de mineração, oficinas mecânicas e fábricas de processamento de pó. Os modelos de coletores de poeira permitem que o pó seja separado do ar ou de outros gases. Quatro tipos principais são os separadores inerciais, filtros, purificadores molhados e precipitadores eletrostáticos.

Um separador de inércia é muitas vezes usado para separar o pó a partir do gás. Isto é possível, utilizando as forças gravitacional, inercial e outras. A combinação de forças utilizadas varia de acordo com o tipo de separador inercial. Câmaras de sedimentação, câmaras defletoras e coletores centrífugos são os três tipos mais comuns de coletores de pó nesta categoria.

Cada tipo de separador inercial tem vantagens e desvantagens. Câmaras de sedimentação são simples de design, mas tendem a ter baixa eficiência. Câmaras de percussão podem ser mais eficientes, mas ainda são geralmente limitadas para usar como pré-limpeza. Os coletores centrífugos, que empregam a ação do ciclone, são provavelmente o mais complexo dos separadores inerciais. Sua vantagem é a eficiência.

Elutriador

 

 

Como pode ser observado na Figura acima Elutriadores consistem em tubos verticais de diversos diâmetros que permitem a separação e/ou classificação de sistemas sólido/fluido. A separação é realizada através da adição de um fluido ou suspensão na base do tubo vertical com o objetivo de arrastar as partículas menores para o topo. Nesse processo, os sólidos pesados com velocidade terminal maior que a velocidade de arraste do fluido ou suspensão sedimentam e são removidos pela base.

Para melhor aprendizado e entendimento são disponibilizadas vídeo aulas do ensino remoto, a fim de auxiliar os docentes.

 

 

Peneiramento:

O peneiramento é um dos métodos mais antigos de processamento. É definido industrialmente como: o processo de classificação de um material granular pelo tamanho das partículas em duas ou mais frações, mediante a uma ou, mais superfícies perfuradas. O objetivo do peneiramento é preparar o material para um processo seguinte, é um método de análise físico (granulométrica) para o controle da eficiência de outras operações básicas.

Moagem

A redução do tamanho de partículas é uma operação unitária onde sólidos particulados se transformam em outros menores, aumentando assim a área superficial específica. Dessa forma, o objetivo da redução de tamanho de materiais como matéria-prima ou produto final, são:

• Aumento da superfície: favorecendo as operações de extração, secagem e também as reações químicas;
• Diminuição do tamanho a fim de favorecer a separação dos constituintes da matriz sólida;
• Modificações das propriedades de materiais (nanotecnologia).

Para melhor entendimento e fixação melhor do conteúdo é disponibilizado vídeo aulas do ensino remoto e links de vídeos explicativos e podcasts do Spotify.