segunda-feira, 25 de janeiro de 2010

Potência de agitação

Para calcular a potência do motor que aciona um agitador é necessário um gráfico dilog relacionando o número de potência com o número de Reynolds. Este não é qualquer gráfico, mas um especifico para o tipo de tanque e agitador que usará o motor. É mais fácil escolher o tanque e o agitador que atenda a um dos gráficos disponíveis na literatura. Os números de Reynolds e de potência são, respectivamente,

image

image

As unidades devem ser tais que estes números resultem adimensionais.

Para construir uma curva experimentos precisam ser realizados relacionando o torque com a velocidade de rotação do agitador. Para medir o torque usa-se um dinamômetro de torque.

A Figura abaixo contém um esboço de uma das possíveis formas da curva. A partir do torque a potência correspondente pode ser facilmente calculada. Nela é possível perceber a existência de três regiões. Na região laminar a relação entre o número de potência e o número de Reynolds é linear. Quando esta relação se torna não linear temos a região de transição. Na região turbulenta o número de potência é constante e independe do número de Reynolds. Isso,porém, não significa que a potência seja constante. Ela cresce na região turbulenta com o número de Reynolds. Por isso não convém exagerar o valor do número de Reynolds.

image

Para usar este gráfico é necessário que as dimensões do agitador e do tqnque sejam proporcionais ao tanque piloto que gerou a curva de potência. Isso não é rigorosamente necessário, basta uma similaridade geométrica, mas uma correção deverá ser feita.

Para calcular a potencia são necessários a densidade e a viscosidade do fluido a ser agitado e o diâmetro do agitador. O número de Reynolds é calculado em função do número de rotação de forma a se situar no princípio da região turbulenta. A turbulência é fundamental para uma boa performance do agitador. Pelo gráfico obtém-se o número de potência. A partir do número de potência, a potência do motor é calculada. Os motores são especificados pela potencia, expressa em HP, e pela rotação, expressa em rpm. Escolhe-se o motor com potencia  e rotação acima da calculada. Um redutor colocado entre o motor e o eixo do agitador reduz a rotação a velocidade desejada.

Um comentário:

  1. Esclarecedor. Mais informações em http://sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5817712/357/AgitacaoUFSC.pdf. Devo acrescentar que o redutor além de reduzir a rotação do motor multiplica o torque do mesmo na mesma proporção em que reduz a sua velocidade descontando o rendimento. Redutores a engrenagens helicoidais tem um rendimento de 95% e redutores a rosca sem fim o rendimento varia em função da redução e do tamanho mas situa-se, no caso de agitadores, em torno 70 a 90%.

    ResponderExcluir