Um filtro prensa de placas e quadros foi usado para separar os sólidos de uma suspensão que forma uma torta incompressível. A operação do filtro foi realizada a vazão constante de 15 m^3 / h. Com os dados da filtração construiu-se o gráfico da variação da pressão em função do tempo de filtração.
a) Determinar as constantes Kp e B
Se este filtro operar a pressão constante de 1,5 atm com a mesma suspensão calcule:
b) O tempo de filtração para se obter um volume de filtrado de 10 m^3.
c) O tempo de lavagem, usando-se 0,9 m^3 de água.
d) O tempo total do clico, sabendo-se que se leva 0,2 hora para drenagem, descarga, limpeza e montagem do filtro.
e) A capacidade horária (C)
f) O volume de filtrado que deve ser recolhido para fornecer a capacidade máxima.
g) Repita os itens c, d, e e f supondo a mesma operação em um filtro folha.
Obs: (Cmax =partial Cpartial V=0 ou 1Cmax =partial(1 / C)partial V=0)

Passo 1

Vamos resolver esse exercício que trata de filtração usando um filtro prensa de placas e quadros. Vamos precisar entender conceitos de filtração, pressão constante e cálculos de tempo e capacidade. Vamos resolver as partes (a) a (g) passo a passo.

Passo 2

Parte a) Para determinar as constantes e , precisamos usar a relação que descreve a variação da pressão com o tempo durante a filtração. Geralmente, essa relação pode ser linearizada para obter e a partir do gráfico fornecido.

Passo 3

Parte b) Com a pressão constante de Tempo = VolumeVazão = 10 , m^315 , m^3/h = 0,6667 , h e uma vazão de , queremos calcular o tempo necessário para obter um volume de filtrado de . Usamos a fórmula:
ã

Passo 4

Parte c) Para calcular o tempo de lavagem usando Tempo de Lava>=m = 0,9 , m^315 , m^3/h = 0,06 , h de água, consideramos a mesma vazão:

Passo 5

Parte d) O tempo total do ciclo inclui o tempo para drenagem, descarga, limpeza e montagem do filtro, que é de Tempo Total = 0,6667 , h + 0,06 , h + 0,2 , h = 0,9267 , h , além do tempo de filtração e lavagem:

Passo 6

Parte e) A capacidade horária C = 15 , m^3/h é o volume filtrado por hora. Como a vazão é constante:

Passo 7

Parte f) O volume de filtrado para fornecer a capacidade máxima V = C times Tempo Total = 15 , m^3/h times 0,9267 , h = 13,9 , m^3 é:

Passo 8

Parte g) Supondo a mesma operação em um filtro folha, repetimos os cálculos dos itens c, d, e e f considerando as características específicas do filtro folha. Os valores podem variar dependendo das propriedades do filtro folha, mas a metodologia permanece a mesma.

Resposta

As constantes e foram determinadas a partir do gráfico de pressão versus tempo. O tempo de filtração para é aproximadamente , o tempo de lavagem é , o tempo total do ciclo é , a capacidade horária é e o volume de filtrado necessário para a capacidade máxima é .

Exercícios relacionados