Cálculo do Diâmetro e Queda de Pressão em Torre de Enchimento

Exercício 6 Absorção em colunas de enchimento Pretendese construir uma torre de enchimento com selas Intalox plásticas de 50 mm para tratar 708 m3h de uma corrente gasosa 𝜌𝐺 12 𝑘𝑔 𝑚3 que contém 2 em volume de amoníaco usando água 𝜌𝐿 998 𝑘𝑔 𝑚3 𝜌𝑎𝑟 12 𝑘𝑔 𝑚3 𝑒 𝜇𝐿 1 𝑐𝑃 como solvente a 20oC e 1 atm Sabendo que se vai usar 1 kg de água por cada kg de gás a tratar calcule a O diâmetro da torre usando uma velocidade do gás igual a 50 da velocidade de inundação b A queda de pressão se a altura do enchimento for 61 m c Repita os cálculos da letra a se optarmos por enchimento estruturado Mellapak 350Y a Cálculo do diâmetro da torre Tabela com valores de Fp 1m Como o recheio é composto por selas Intalox plásticas de 50 mm Fp 92 1m Utilizase a correlação empírica de Krister e Gill 𝛥𝑃 𝑍 𝑓 40912 𝐹𝑃 07 válida para 30 𝑚1 𝐹𝑃 197𝑚1 𝛥𝑃 𝑍 𝑓 40912 9207 969 𝑃𝑎𝑚 Da figura a seguir temse 𝜓 𝐿 𝐺 𝜌𝐺 𝜌𝐿𝜌𝐺 05 lembrando que serão utilizados 1 kg de água para 1 kg de ar a relação LG 1 𝜓 1 120 998 120 05 0035 Na figura anterior em vermelho para 𝜓 0035 𝑒 𝛥𝑃 𝑍 𝑓 969 𝑃𝑎𝑚 temse o valor da ordenada 𝑌 098 Portanto 𝐶𝐺 𝐹𝑃 05 𝜈005 098 𝐶𝐺 9205 1005 098 𝐶𝐺 0102 𝑚𝑠 Na equação acima 𝜈 𝜇 𝜌 103 998 1𝑥106 𝑚2 𝑠 001 𝑐𝑚2 𝑠 1 𝑐𝑆𝑇𝐾 Para enchimentos estruturados 𝐶𝑓 𝑣𝑓 𝜌𝐺 𝜌𝐿 𝜌𝐺 05 0102 𝑣𝑓 120 998 120 05 𝑣𝑓 294 𝑚𝑠 Considerando velocidade do gás igual a 50 da velocidade de inundação temse 𝑣𝑜𝑝 1 2 𝑣𝑓 1 2 294 147 𝑚𝑠 𝑄 708 𝑚3 ℎ 0196 𝑚3 𝑠 𝑄 𝑣 𝐴 𝐴 𝑄 𝑣 0196 147 0133 𝑚2 𝐴 𝜋 𝑑𝑐2 4 𝑑𝑐 4 𝐴 𝜋 4 0133 𝜋 041 𝑚 b A queda de pressão se a altura do enchimento for 61 m 𝐶𝐺 𝐹𝑃 05 𝜈005 𝑣𝑓 𝜌𝐺 𝜌𝐿 𝜌𝐺 05 𝐹𝑃 05 𝜈005 147 120 998 120 05 9205 1005 048 𝑚2𝑠1𝑐𝑆𝑡1 Na figura anterior em azul 048 𝑚2𝑠1𝑐𝑆𝑡1 e 𝜓 0035 temse que 𝛥𝑃 𝑍 𝑓 140 𝑃𝑎𝑚 Considerando z 61 temse 𝑃 140 61 854 𝑃𝑎 c Repita os cálculos da letra a se optarmos por enchimento estruturado Mellapak 350Y Considerando 𝜓 0035 e Mellapak 350Y na figura acima temse 𝐶𝑓 010 𝑚𝑠 Sabese que 𝐶𝑓 𝑣𝑓 𝜌𝐺 𝜌𝐿𝜌𝐺 05 010 𝑣𝑓 120 998120 05 𝑣𝑓 28 𝑚𝑠 Considerando velocidade do gás igual a 50 da velocidade de inundação temse 𝑣𝑜𝑝 1 2 𝑣𝑓 1 2 28 14 𝑚𝑠 𝑄 708 𝑚3 ℎ 0196 𝑚3 𝑠 𝑄 𝑣 𝐴 𝐴 𝑄 𝑣 0196 14 014 𝑚2 𝐴 𝜋 𝑑𝑐2 4 𝑑𝑐 4 𝐴 𝜋 4 014 𝜋 042 𝑚 Portanto substituindo o enchimento de selas Intalox plásticas por enchimento estruturado Mellapak 350Y o diâmetro da coluna terá praticamente o mesmo valor