Artigo - Propriedades de engenharia dos fluidos em celulose
Autor(a): Elie Henri Hayon
Este artigo (veja links para a versão integral no fim desta página) visa a apresentar uma compilação, por meio de tabelas, de importantes fluidos típicos do processo de produção de celulose, úteis para serem utilizadas no dimensionamento e especificação de equipamentos indicadas as seguintes propriedades:
Densidade (em kg/l): propriedade física que expressa a massa por unidade de volume de uma substância.
Calor específico (em kcal/kg ºC): energia fornecida a 1 kg de fluido para aquecer em 1ºC a sua temperatura.
Pressão de vapor (em metros de coluna de líquido – mcl abs): pressão exercida pela fração evaporada de um fluido depois temperatura.
Viscosidade (em centipoises - cP): aquela medida em um único ponto e por meio de cisalhamento constante. Viscosímetros
Discussão
Calor específico e densidade
(Tabelas 1 e 2)
Os valores de calor específico para licor negro, indicados no presente artigo, apresentaram desvios, em relação à literatura, de, no máximo, 10% e são utilizados – conjuntamente com a densidade e viscosidade –, para dimensionamento dos evaporadores de licor negro, assim como para os sistemas de bombeamento da linha de fibra.
Os valores de densidade para licor negro apresentaram desvios, em relação à literatura, de, no máximo, 3%.
O valor de densidade de lama de cal, com 40% de sólidos suspensos, apresentou desvio, em relação à literatura, de 3%.
O valor de densidade de licor verde, com 40% de sólidos suspensos, apresentou desvio, em relação à literatura, de 3%.
Pressão de vapor (Tabela 2)
Devemos ressaltar que, apesar de todas as propriedades serem necessárias para dimensionar e especificar equipamentos/instrumentos, determinação do "NPSH disponível" de bombas, o qual, em muitos casos, não é calculado rigorosamente quando se adquire o equipamento, com líquidos trabalhando em altas temperaturas, levando à "cavitação" (que corresponde a uma condição em que ocorre vaporiza mau funcionamento durante o bombeamento).
O NPSH é calculado pela equação:
NPSH = (Pr.suc. – Pr.vap.) x 10 / dens. onde:
NPSH = "Net positive suction head", em metros de coluna de líquido;
Pr.suc. = pressão de sucção da bomba, em kgf/cm² abs;
Pr. vap. = pressão de vapor do líquido, em kgf/cm² abs;
dens. = densidade do líquido, em kg/l.
Suspensões de celulose
(densidade) – (Tabela 2)
Na tabela 2 está indicada uma faixa de variação de densidade para suspensões de celulose de 1.00 kg/l até 1.02 kg/l, com consist
12% de consistência a densidade atinge 1.05 kg/l. A viscosidade tradicional (em centipoises) de suspensões de celulose não é uma propriedade em linhas de celulose, e, para este caso, estão disponíveis vários métodos específicos que utilizam apenas densidade e consist não é Newtoniano.
Alguns fabricantes de bombas de polpa de média consistência possuem um sistema interno, no equipamento, que aproxima o celulose ao da água, o que traz uma redução na perda de carga na linha e reduz o consumo de potência na bomba.
Tipos de madeira
Deve-se levar em conta que as informações com indicação (3) podem se referir a processos de produção com tipos de madeiras muito utilizadas nas fábricas brasileiras de celulose. No caso de serem necessários valores de propriedades físicas mais precisos e específicos para um tipo diferente de madeira, experimentalmente.
Conclusões
A utilização de valores corretos das propriedades de engenharia dos fluidos do processo colabora, num sentido mais amplo, para equipamentos como em seu custo operacional. Geralmente, estas propriedades são requisitadas pelos fabricantes de bombas e instrumentos para poder ser feita uma seleção adequada encontradas entre as referências denotam que os valores citados têm boa confiabilidade para utilização em orçamentos e projetos
Agradecimentos
O autor agradece a assistência da BE&K Engineering (Birmingham, Alabama) e da Kvaerner Pulping para divulgação dos dados, assim Tech (Bahia Pulp), em especial ao Engº Geraldo Seixas.
Elie Henri Hayon, Engenheiro Químico graduado pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo em 1982, participou, no Brasil e no exterior engenharia básica e de detalhamento de projetos para vários produtores de celulose. Atualmente, trabalha como Engenheiro de Processo da Engevix Engenharia e integra a Comissão de Automação da Associação Brasileira Técnica de Celulose e Papel. Contato pelo e-mail haione@uol.com.br.
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