terça-feira, 2 de junho de 2009

Agitação em tanques

Os agitadores mecânicos são usados pra promover a uniformidade da mistura em tanques. Em geral são dispositivos rotatórios que revolvem a mistura e, quando isso for possível, promovem a turbulência da mistura. A turbulência tem como efeito colateral a melhoria das transferências de calor e massa.

Primáriamente eles podem ser divididos em agitadores de baixa velocidade e agitadores de alta velocidade.

Os agitadores de baixa velocidade giram em rotações baixas praticamente “raspando” a parede do tanque e são usados para misturas muito viscosas ou pastosas. Eles apenas revolvem a mistura sem chegar a provocar turbulencia. Exemplos são os agitadores do tipo âncora e os agitadores helicoidais. O agitador do tipo âncora, até 1000 cP é recomendável para misturas viscosas com aquecimento por camisa. Os agitadores helicoidais são indicados para misturas com viscocidade altíssimas até 1000000 cP.

Os agitadores de alta velocidade giram em velocidades suficientes para promover a turbulência da mistura. Eles são os preferidos sempre que possível e dividem-se em axiais e radiais. Os agitadores axiais propulsionam o líquido na direção do eixo contra o fundo do tanque. Este é o caso dos agitadores de pás inclinadas e dos agitadores do tipo hélice. Os agitadores radiais propulsionam a mistura na direção perpendicular ao eixo contra a parede lateral do tanque.

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No que se refere a transferência de calor os tanques normalmente são aquecidos ou resfriados por dois tipos de trocadores de calor: trocadores do tipo serpentina e trocadores do tipo camisa. A serpentina, que é preferida para resfriamento, consiste num cano helicoidal que corre próximo a parede lateral do tanque, por isso os agitadores axiais são preferidos neste caso. Se o aquecimento for usando uma camisa, então os agitadores radiais são preferidos.

Além dos descritos acima, existem outros, mas há uma limitação na escolha já que um aspecto importante do projeto é o calculo da potência do motor que vai acionar o agitador. Isso implica na disponibilidade das curvas número de Reynolds versus número de potência. Estas curvas impõem restrições geométrica tanto para o tanque como para o agitador. Elas são fornecidas pelos fabricantes de agitadores, mas para os principais agitadores de alta velocidade estão disponíveis na literatura. Inovar, neste caso, é procurar sarna para se coçar.

A escolha do agitador é particularmente importante nos reatores do tipo tanque contínuos, cuja modelagem exige mistura completa para ser confiável.

3 comentários:

  1. O projeto de agitadores é um assunto complexo e poucos dominam... Atualmente se lança mão de simulações em CFD para verificação da performance dos mesmos. Atualmente estou com alguns casos de projeto para tanques de coagulação/floculação que tem propósitos distintos e opostos: Um é mistura ráida e outro lenta. A empresa projetista joga tudo para o fabricante, pois não tem segurança neste ramo...

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  2. Rui:
    Não sei qual das duas vias é mais complicada, se a simulação em computador (CFD) ou se a construção de uma unidade piloto. São dificuldades diferentes, mas da mesma ordem de grandeza.Jogar o abacaxi para o fabricante é sempre uma boa, pois com certeza testarão numa piloto exclusiva para atender os clientes. Precisam apenas de amostra do material a ser misturado.

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  3. Olá, estou fazendo um trabalho de faculdade no qual preciso projetar um agitador. Não é uma tarefa fácil e estou tendo algumas dúvidas, por exemplo: o qual agitador que devo usar, qual fluxo, e qual a ordem das contas que devo fazer.

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