Avaliação do comportamento de impelidores especiais na mistura de fluidos

Abstract

Fluidos de viscosidade entre 0,874 10-3 e 787 10-3 N m s-2 foram agitados pelos impelidores tipos âncora convencional, âncora modificada, fita helicoidal e parafuso em tanques cilíndricos de fundos reto e toroesférico para determinação da potência requerida e do tempo de mistura. Na agitação efetuada com os impelidores centrados houve o aparecimento de vórtices em algumas rotações. As medidas de potência foram efetuadas na região em que o número de Reynolds (NRe ) variou de 16 a 70.000 com a âncora convencional e modificada. Os diagramas do número de potência( ) P N em função do número de Reynolds, construídos com os dados experimentais, mostraram que, para todos os fluidos usados, ocorreu um desvio na curva quando o vórtice, formado na superfície do fluido, alcançou os impelidores e teve início a dispersão de ar no interior da massa fluida. A presença de bolhas de ar desenvolveu, no tanque, um sistema de duas fases (líquido–gás), alterando as características dos fluidos agitados. Nos cálculos do número de potência e do número de Reynolds foram utilizados os valores de viscosidade e densidade do fluido, e não os correspondentes ao sistema líquido-gás o que provocou, provavelmente, o desvio nas curvas. Na região em que o número de Reynolds fica entre 16 e 300 não houve formação de vórtices acentuados com aeração e a curva foi definida pela correlação ( )a NP A NRe = , onde A é função do tipo de impelidor e das dimensões do vaso e o expoente a, um valor empírico que varia com o número de Reynolds obtendo a relação ( )1,7 Re N = 19.953 N − P . O desempenho dos impelidores na homogeneização foi analisado pela energia requerida para se obter uma mistura de açúcar e água com concentrações correspondentes a 40 e 60o Brix. O método desenvolvido foi baseado na verificação...

Fluids with viscosity between (0,874 and 787 10-3 Nm s-2 were agitated by conventional anchor, modified anchor, helicoidal ribbon and screw impellers in cilindric tanks straight and concave (torospheric) bottoms for the measurement of power and time of mixture. The arisal of vortex occurred when agitation was accomplished with centred impellers and in some rotations. The measures of power were obtained in the interval where the number of Reynolds (NRe) varied from 16 to 70.000 with conventional and modified anchor. The diagrams of number of Reynolds in function of number of Froude constructed with experimental data showed that, to all fluids employed, a deflection in the curve occurred when the vortex formed at the surface of the fluid reached the impellers and the dispersion of air inside the fluid mass started. The presence of air bubbles develops in the tank a system of two phases altering the characteristics of the agitated fluids. In the calculations of the number of Reynolds were used the values of the fluid viscosity and density and not ones corresponding to the liquid-gas system, provoking a deflection in the curves. In the interval where the number of Reynolds remains between 16 and 300 the formation of a well developed vortex with aeration did not occur and the curve was defined by the correlation A N = ANRE Re , where A is function of the type of the impeller and of the dimensions of the tank, and the exponent a, an empirical value, varies with the number of Reynolds. The performance of the impellers in the homogenization was analysed in terms of the energy required in order to obtain a mixture...(Complete abstract click electronic access below)