Especificar o filtro rotativo a vácuo (fator de ampliação de escala: ) a partir dos dados obtidos em filtro-folha de laboratório, sabendo-se que a suspensão aquosa a ser tratada é formada por carbonato de cálcio ), a uma concentração de de suspensão. Calcular, também, a produção de filtrado e a velocidade angular de rotação do tambor.
Condições operacionais do filtro industrial:
- Queda de pressão no filtro.
- Temperatura de operação: .
- Produção esperada de filtrado: .
Resultados obtidos no filtro-folha (área filtrante ) operando com a mesma suspensão, nas mesmas condições operacionais do filtro industrial:
- Tempo de filtração para se obter uma torta com 6 mm de espessura (volume de filtrado ), ;
- Tempo de lavagem da torta (volume de água de lavagem ), ;
- Tempo de secagem (obtém-se um produto com de sólido em massa), ;
- Tempo estimado para a descarga da torta e limpeza do meio filtrante, .
Passo 1
Bora organizar as informações mais importantes pros nossos cálculos.
Especificações industriais:
Dados experimentais:
Esse tempo de limpeza é o tempo destinado ao sopro e faca.
Temos que calcular produção de filtrado, a velocidade angular de rotação do tambor e especificar o filtro. Lembrando do conceito de produção do filtrado por unidade de área filtrante:
Que é o , mas com sendo a área total de filtração.
Passo 2
Como temos o volume de filtrado e o tempo gasto para obtê-lo no filtro folha, achamos a vazão experimental:
Como temos a área do filtro folha, achamos o :
A partir disso, podemos calcular para o industrial:
É dada que
Temos a especificação de ; não podemos comparar peixes com gatos, então passando esse para e o para :
Calculando :
Vamos agora calcular o fator de submersão. Não temos a porcentagem do diâmetro submerso então vamos pela geometria. O tempo de um ciclo é:
O tempo relacionado com a filtração é o tempo relacionado com a área efetiva de filtração e o tempo total é o tempo relacionado à área como um todo. Daí:
Daí:
Desse resultado, já conseguimos dimensionar o filtro, já que escolhemos sempre o que forneça área total igual ou imediatamente maior que a calculada. Da tabela do fabricante:
Passo 3
Para calcular a velocidade angular de rotação, nem precisamos saber o diâmetro do tambor; basta saber o tempo de uma rotação, que já calculamos:
Vou calcular a velocidade angular em então preciso do tempo em minutos:
Daí:
Passo 4
Falta calcular a produção. Já vimos que:
Como é a vazão, :
Substituindo os valores que temos: