Op I - aula 11 - Transporte de Sólidos (2024)

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Transporte de Sólidos
OPERAÇÕES UNITÁRIAS I
Transporte Mecânico
OPERAÇÕES UNITÁRIAS I
Fatores a Considerar
• Capacidade
• Distância a percorrer
• Elevação
• Características do material
• Requisitos do processo
• Custo
Classificação dos Sólidos
(útil – está na apostila de Op 1)
Material
Densidade aparente 
(ton/m3)
Ângulo de repouso (º) Ângulo aproximado de 
operação (º)
Sulfato de chumbo 0,48 28 13
Sulfato de alumínio moído 0,9 40 27
Sabão em escamas 0,22 34 24
Sal moído 3,75 40 28
Limonita 1,2 25 11
Hidróxido de alumínio 0,16 30 18
Gesso moído 0,22 34 24
Coque moído 2,95 45 32
Classificação de Sólidos
Característica do material Classe
Tamanho
Muito fino – menos de 100 mesh A
Fino – de 100 mesh a 1/8 in B 
Granulado- 1/8 1 ½ in C
Fragmentado- com pedaços de ½ in ou mais D
Irregular - fibroso, encordoado, ou análogo H
Fluidez
Muito solto - ângulo de repouso até 30º 1
Solto - ângulo de repouso entre 30º e 45º 2
Peguento - ângulo de repouso maior que 45º 3
Abrasividade
Não abrasivo 6
Ligeiramente abrasivo 7
Muito abrasivo 8
Contaminável, alterando-se o uso ou o valor de venda K
Higroscópico L
Muito corrosivo N
Fracamente corrosivo P
Expele poeira ou fumo insalubre R
Contém poeira explosiva S
Degradável, alterando-se o uso ou o valor de venda T
Muito leve e penuginoso W
Aera-se e fica fluido, solto Y
Aglomera-se sob pressão Z 
Classificação de Sólidos
Material Densidade média (lb/ft3) Classificação f
Ácido oxálico, cristais 60 B36L
Ácido bórico, fino 55 B26
Aço, aparas, esmagadas 100-150 D38
Açucar de cana ou beterraba, 
bruto
55-65 B36Z
Açúcar, granulado 50-55 B26KT
Alume, fragmentado 50-60 D26
Alume, pulverizada 45-60 D26
Alumina 60 B28
Amianto, desfiado 25-50 H37WZ
TIPOS DE TRANSPORTE DE SÓLIDOS:
- Transporte Pneumático
- Transportadores Mecânicos (muitos tipos):
- Correia (esteira – fita) 
- Parafuso (helicoidal – rosca)
- Elevador de canecas
https://www.youtube.com/watch?v=iEajDZaZrAk
Vários transportadores de sólidos (com separação magnética, peneira, ...)
https://www.youtube.com/watch?v=iEajDZaZrAk
CORREIA TRANSPORTADORA
https://www.youtube.com/watch?v=Et73qmMmVWQ
https://www.youtube.com/watch?v=Et73qmMmVWQ
https://www.youtube.com/watch?v=l39KwYclNDU
https://www.youtube.com/watch?v=l39KwYclNDU
https://www.youtube.com/watch?v=OsVEx4GyUQA
https://www.youtube.com/watch?v=OsVEx4GyUQA
Transportador Helicoidal (Parafuso)
https://www.youtube.com/watch?v=BgaaqRU1P9w
https://www.youtube.com/watch?v=BgaaqRU1P9w
https://www.youtube.com/watch?v=2esguYNWiI8
https://www.youtube.com/watch?v=2esguYNWiI8
Transportador Helicoidal (Parafuso)
• Dimensionamento: 5 Classes: a-e
Elevador de Canecas
https://www.youtube.com/watch?v=50LnWizqYDE
https://www.youtube.com/watch?v=50LnWizqYDE
https://www.youtube.com/watch?v=ba8lMqXaaH0
https://www.youtube.com/watch?v=ba8lMqXaaH0
https://www.youtube.com/shorts/YA8qzplxUnA
Elevador de canecas:
https://www.youtube.com/shorts/YA8qzplxUnA
SILOS
Ferraz: Ribeirão Preto - SP Cooperativa Frísia: Ponta Grossa - PR
https://www.youtube.com/watch?v=Twp0OY0nn5w
SILOS:
https://www.youtube.com/shorts/R7kRV20_nsA
https://www.youtube.com/watch?v=Twp0OY0nn5w
https://www.youtube.com/shorts/R7kRV20_nsA
MÉTODO CUSTO
QUANTIDADE 
ARMAZENADA
MOVIMENTAÇÃ
O / 
TRANSPORTE
DURABILIDADE 
DO PRODUTO
AO AR LIVRE Baixo Alta Difícil Baixa
GALPÕES Baixo Média / Alta Média Média / Alta
EMBALAGEM 
INDIVIDUAL Alto Baixa / Média Fácil Alta
SILOS Alto Média / Alta Fácil Alta
COMPARATIVO 
https://www.youtube.com/watch?v=xPDZMUjoH-o
Transporte Pneumático 
OPERAÇÕES UNITÁRIAS I
Bem simples:
https://www.youtube.com/watch?v=q92YMHBAv4g
Com válvula rotativa:
https://www.youtube.com/watch?v=4zC5sQ7bBRQ
Alimentação com bag – fase diluída:
https://www.youtube.com/watch?v=A9SbDo3bHXc
https://www.youtube.com/watch?v=q92YMHBAv4g
https://www.youtube.com/watch?v=4zC5sQ7bBRQ
https://www.youtube.com/watch?v=A9SbDo3bHXc
Transporte de Sólidos:
- muitas aplicações
- diversidade
- criatividade
Comparar: correia transportadora x transporte pneumático
Transporte hidráulico. Ex.: minério de Fe de MG para ES
Transporte pneumático
• Utiliza ar ou outro tipo de gás para movimentar as partículas através de uma tubulação
• Utilizado para sólidos pequenos (Dp < 2 cm), com densidade < 3
• Utiliza diferença de pressão para realizar o transporte
• Variáveis importantes do processo: velocidade do ar (v > varraste), ρa máx e pressão de operação.
TIPOS DE TRANSPORTE PNEUMÁTICO:
• Pressão Positiva
• Pressão Negativa
Transporte Pneumático:
- “fluido” compressível: variação de pressão → variação da densidade
- aproximação: 
𝑃
𝜌
≅ 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒
- segurança: vmín e 𝜌máx (a velocidade de transporte deve ser sempre 
maior que a velocidade de arraste = velocidade terminal)
Fator importante para o cálculo do Transportador Pneumático: PRESSÃO DE OPERAÇÃO
(obtida por Balanço $)
https://www.youtube.com/watch?v=mLlsKKqHjww
VÁLVULA ROTATIVA:
https://www.youtube.com/watch?v=f7mXzUoGdGM
https://www.youtube.com/watch?v=mLlsKKqHjww
https://www.youtube.com/watch?v=f7mXzUoGdGM
Separador
sólido / gásar 
ar 
sólido
sólido
DIMENSIONAMENTO DE UM TRANSPORTADOR PNEUMÁTICO:
(Método “Pneumatic Handling of Powdered Materials”)
- “Receita”: pág. 117 a 119 da apostila de sala
- Situação problema: pág. 120 da apostila de sala
com-
pres-
sor
a) Estimativa preliminar:
1. Obter ρ𝑚á𝑥 𝑒 𝑣𝑚𝑖𝑛
2. Calcular velocidade mínima na entrada (critérios práticos empíricos)
3. Calcular ρ𝑚 𝑒 𝑣𝑚 (critérios práticos empíricos)
4. Calcular a área A (usando W = ρ𝑚 𝑣𝑚 𝐴) e calcular o diâmetro do tubo D (tubo circular)
5. Com D adotado na tabela de tubos (pág. 121 – série 40), calcular uma nova 
ρ𝑚 ou uma nova 𝑣𝑚, dependendo de quem for mais seguro
6. Estimar ∆P total:
∆P = 
ρ𝑚
10000
(
𝑣𝑚
2𝑔
(F1 + L
𝐹2
𝐷
+ F3N)+h)
(pág. 118 apostila de sala; unidades estipuladas na pág. 119)
b) Cálculo mais minucioso:
7 e 8. Dividir ∆P por 3 (por exemplo), supondo 3 seções iguais
Pressão 
atmosférica
I II III
Sentido do dimensionamento
P na entrada do transportador (Pentrada) : Patmosférica + ΔP total
P média total: 
𝑃𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎+𝑃𝑎𝑡𝑚𝑜𝑠𝑓é𝑟𝑖𝑐𝑎
2
I II III
Hipótese (chuncho menos grave que a estimativa preliminar):
em cada seção a densidade permanece aproximadamente 
constante!!
c) Cálculo para a seção III:
9. Com o ∆P da 3ª seção, calcular a pressão de entrada na 3ª seção e depois a Pressão 
média para a seção III (P3m)
10. Com P3m, calcular ρ3𝑚 (relação P/ρ é cte): 
𝑃𝑚
𝜌𝑚 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
=
𝑃𝑚
𝜌𝑚 3𝑎 𝑠𝑒çã𝑜
11. Para a 3ª seção, chutar um diâmetro maior que o adotado no item 5: calcula-se uma 
nova 𝑣𝑚
12. Tendo o novo D, 𝑣𝑚 e ρ𝑚, calcular ∆P para seção III. Comparar com o último ∆P da 
seção III e fazer o cálculo iterativo (até a diferença ser < 10 %).
SEQUÊNCIA PARA CADA SEÇÃO:
- Escolher um diâmetro para a seção
- Estimar um ΔP para a seção
- Com a pressão de saída (P2) e o ΔP, calcular P1
- Com P1 e P2 calcular a Pm para a seção (média aritmética)
- Mantendo constante a relação entre Pm e ρm, calcular a ρm para a seção: 
(Pm / ρm)total = (Pm / ρm)seção
- Com a expressão da vazão mássica, calcular vm para a seção
- Com todos os valores médios da seção usar a expressão de ΔP (adaptado 
para a seção) e calcular o ΔP da seção
- Comparar esse ΔP com o valor estimado até convergir (diferença menor que 
10 %).
SEÇÃO II
13. Adotando um diâmetro menor que da seção III, realizar o mesmo procedimento que na seção III.
SEÇÃO I
14. Utilizar o mesmo procedimento da seção II
15 e 16 . Calcular 𝑣𝑚 e calcular a velocidademínima da entrada
Se: 𝑣𝑚𝑖𝑛 calculada < 𝑣𝑚𝑖𝑛 item 2
17. Dividir a seção I em duas partes com D diferentes, dividindo o ∆P entre elas proporcionalmente
18. Pelo processo análogo às seções anteriores, calcular ∆P para ambas as partes da seção I
Se: 𝑣𝑚 calculada > 𝑣𝑚 item 2
20. Calcular ∆P total do transportador
21. Calcular pressão de entrada, densidade, vazão e potência total
No final: tabela com o resumo dos resultados
I II III
Seção D (poleg.) Pm (kgf/cm2) ρm (kg/m3) vm (m/s) ΔP (kgf/cm2) Pot (HP)
3ª
2ª
1ª
TOTAL - - - -
DÚVIDAS ? ? ?
Referências
• CREMASCO, M. A. Operações Unitárias em Sistemas Particulados e 
Fluidomecânicos. 2a ed. São Paulo: Blucher, 2014.
• GEANKOPLIS, Christi J. Transport process and unit operations. 3rd ed New Jersey: 
Prentice HalI, 1993.
• GOMIDE, Reynaldo. Operações unitárias: 3° volume (Separações mecânicas). São 
Paulo: Gomide, 1980. 
• McCABE, Warren L; SMITH, Julian C.; HARRIOT, Peter. Unit operations of Chemical 
Engineering. 5th ed. New York: McGraw-Hill, 1993.
• PERRY, CHILTON. Manual de engenharia química. Rio de Janeiro. Guanabara 2.
• TERRON, L. R.; Operações Unitárias para Químicos, Farmacêuticos e Engenheiros. 
LTC, 2012.
• https://www.youtube.com/watch?v=p8bWpRF2WDY
• https://youtu.be/11bTl1KDuRg?t=155
• https://www.youtube.com/watch?v=nHOd6QKIkD4
• https://www.youtube.com/watch?v=jACkqeYORBA
https://www.youtube.com/watch?v=p8bWpRF2WDY
https://youtu.be/11bTl1KDuRg?t=155
https://www.youtube.com/watch?v=nHOd6QKIkD4
https://www.youtube.com/watch?v=jACkqeYORBA
	Slide 1: Transporte de Sólidos
	Slide 2: Transporte Mecânico
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	Slide 10: Fatores a Considerar
	Slide 11: Classificação dos Sólidos (útil – está na apostila de Op 1)
	Slide 12: Classificação de Sólidos
	Slide 13: Classificação de Sólidos
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	Slide 27: Transportador Helicoidal (Parafuso)
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	Slide 29
	Slide 30
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	Slide 40
	Slide 41
	Slide 42
	Slide 43
	Slide 44: SILOS
	Slide 45
	Slide 46: COMPARATIVO 
	Slide 47
	Slide 48: Transporte Pneumático 
	Slide 49
	Slide 50
	Slide 51
	Slide 52
	Slide 53: Transporte pneumático
	Slide 54
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	Slide 57
	Slide 58
	Slide 59
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	Slide 61
	Slide 62
	Slide 63
	Slide 64
	Slide 65
	Slide 66
	Slide 67
	Slide 68: Referências