Exerc cios Resolvidos Sedimenta o

Exercícios Sedimentação
Exercício 1 – Uma suspensão aquosa de carbonato de cálcio precipitado foi submetida a uma série de ensaios de decantação e os resultados obtidos encontram-se na Tabela I.
Tabela I

C (g/l) u (cm/h)
265
10
285
8
325
6
415
3
465
2
550
1

Deseja-se calcular o diâmetro de um decantador com capacidade para processar 8 t/h de CaCO3 seco, alimentado ao decantador em suspensão contendo 236 kg/m3. A lama espessada deverá encerrar 550 kg CaCO3 /m3.
SOLUÇÃO:
Os valores de U e C encontram-se na Tabela I. Os valores restantes são:
QACA = 8 t CaCO3
CE = 0,55 t/m3.
Substituindo na equação de S, tem-se:

Logo, as áreas correspondentes a diversos pares de valores da concentração e da velocidade encontram-se na Tabela II.

Tabela II
C (g/l) u (cm/h) C (t/m^3) u (m/h)
S (m^2)
265
10
0,265
0,10
156,4
285
8
0,285
0,08
169,1
325
6
0,325
0,06
167,8
415
3
0,415
0,03
157,7
465
2
0,465
0,02
132,9
550
1
0,550
0,01

Plotando-se S (m2) versus C (t/m3), tem-se:

Na Figura I, os dados apresentados no gráfico (na prova, traçar os pontos em papel milimetrado) se obtém Smax = 171 m2. Adotando um coeficiente de segurança de 100%, S = 342 m2 e o diâmetro do decantador resulta em:
S =  D2/4

Portanto, o diâmetro do decantador será D = 20,4 m.

Exercício 2: Um ensaio de decantação foi realizado com a mesma suspensão de carbonato de cálcio do exercício anterior. A concentração inicial é de 236 g/l. A altura da interface em diferentes instantes durante a decantação foi medida e os resultados encontram-se na Tabela III (abaixo). Calcular a área do decantador para as mesmas condições do exercício anterior.
Dados experimentais fornecidos
Tabela III

Altura da interface tempo (h)
Z (cm)

0,00
36,0

0,25
32,4

0,50
28,6

1,00
21,0

1,75
14,7

3,00
12,3

4,75
11,6

12,00
9,8

20,00
8,0

Gráfico fornecido

A partir deste gráfico, são fornecidos os dados pertinentes as retas tangentes dispostas na Tabela IV abaixo:

Tabela IV

tempo (h)
Z (m)
Zi (m)
0,5
0,286