Resumo do livro Gomide

TATIÉLI PIVOTO ANIBELE – ENGENHARIA QUÍMICA

CAPÍTULO 4 – TRANSPORTE DE SÓLIDOS

A importância do transporte de sólidos se dá pelo fato da economia dos processos (chegando até a 80% em alguns casos), o encarecimento da mão-de-obra, a necessidade de transportar os mais variados tipos de sólidos em todas as indústrias, etc.

        Especificação do equipamento: O dimensionamento de um equipamento depende de vários fatores, sendo os mais importantes:

CAPACIDADE: Muito importante e depende de vários fatores, pois alguns equipamentos são indicados para grandes e outros para pequenas capacidades. Existem diferentes tipos de capacidades:

1. Capacidade de operação → é aquela esperada do transportador a longo prazo, levando-se em conta as paradas por falhas mecânicas ou para manutenção. Pode ser especificada em t/ano ou t/dia.
2. Capacidade nominal → é a que se deve esperar em condições ideais de operação, mas possíveis de se manter em um determinado intervalo de tempo. Exprime-se em kg/h ou kg/min.
3. Capacidade de pico → é a maior capacidade a ser esperada pelo transportador operando nas condições de projeto.
4. Capacidade de projeto → é a que serve para especificar o transportador e realizar os cálculos mecânicos e estruturais.

DISTÂNCIA E DESNÍVEL ENTRE CARGA E DESCARGA – Há dispositivos para grandes distâncias e outros para grandes desníveis. Outros só podem ser utilizados no plano.

NATUREZA DO MATERIAL A TRANSPORTAR – Granulometria, forma das partículas, densidades, ângulo de repouso, umidade, etc, são características importantes para especificar um transportador.

FATORES ECONÔMICOS – Fator importante, que sempre deve-se procurar o transportador de menor custo inicial, o de menor custo de manutenção e o de menor consumo de energia, dentro das condições requeridas de transporte.

Classificações dos equipamentos: Existem duas classificações: aqueles cuja posição permanece fixa durante o transporte e aqueles que se movimentam com o sólido. Aqui, serão abordados assuntos relacionados ao primeiro tipo (posição fixa) por serem mais apropriados ao transporte de sólidos. Serão chamados de transportadores (carregadores, arrastadores, elevadores, alimentadores, pneumáticos).

1. DISPOSITIVOS CARREGADORES - Destinados a carregar sólidos de um ponto a outro da indústria. Os mais importantes são: correia, esteira, corrente, caçamba, vibratório e por gravidade.

• Transportador de Correia – correia sem fim que se movimenta entre um tambor libre, no ponto de alimentação até outro de acionamento, extremidade de descarga. Apoia-se em roletes. Pode ser horizontal ou inclinada, variando de poucos metros até quilômetros, e a velocidade é entre 0,5 e 3m/s. Podem ser fabricadas de vários materiais, mas as mais comuns são as de borracha com reforço de lona ou fios metálicos. O diâmetro dos tambores depende do número de lonas nas correias. Os roletes são montados em mancais comuns ou de rolamento.

As correias que trabalham dobradas como calhas devem ser descarregadas com dispositivos especiais - trippers -  que dá mais mobilidade à correia, que permite mudar o ponto de descarga pelo simples deslocamento do tripper.

Uma variante do transportador de correia é o chamado zíper, que logo opôs o carregamento, o próprio dispositivo de carga fecha automaticamente um zíper existente nas abas e o material é transportado dentro de um tubo, quando chega no ponto de descarga, o zíper é aberto. Este modelo é útil para sólidos que devem ser transportados ao abrigo do vento e pó.

Dimensionamento:

1. Ângulo de inclinação → O transportador de correia pode ser horizontal ou inclinado. Se for inclinado, o ângulo formado com a horizontal não pode exceder o de repouso natural do material. Deve atingir no máximo 45º.
2. Velocidade de transporte → É escolhida em função do tipo de material a transportar. Não se usa menos do que 15 m/min e nem mais do que 200 m/min.
3. Cálculo da largura → Existem várias correlações para se calcular a largura da correia.

A mais importante para se calcular transportadores horizontais é a de Liddel:

[pic 1]

Onde: C= capacidade em t/h; l= largura da correia (pol); V= velocidade da correia (m/min); = densidade do material (t/m3) e K= constante empírica (1,5).[pic 2]

Os transportadores inclinados possuem uma capacidade menor do que se ele fosse horizontal. Nesse caso, a largura deverá ser calculada com uma capacidade, onde K é tabelado, de acordo com o ângulo da inclinação.[pic 3]

É sempre preferível trabalhar com uma correia mais estreita e maior velocidade.

1. Potência consumida → A potência pode ser consumida nos transportadores para mover o material, para mover a correia, para vencer os atritos... Também existem várias correlações para se calcular a potência consumida. Uma delas é através da carta da Figura IV.6 (página 122), na qual deve-se entrar com os valores da largura da correia, densidade do material, velocidade e comprimento do transportador horizontal e, assim, a potência é encontrada. Deve-se somar 0,0037 HP por metro de desnível para uma correia inclinada. Outra correlação muito usada é a correlação de Liddel:

[pic 4]

  Onde: P= potência (HP); l= largura da correia (pol); L= comprimento do transportador (m); V= velocidade (m/min); C= Capacidade (t/h) e H= elevação (m).

Há também como encontrar a potência consumida pelos dispositivos de descarga, como os trippers. Esses valores são tabelados de acordo com a largura da correia.

• Transportador de Esteira – Aplicável ao transporte pesado de materiais quentes e abrasivos a curtas distâncias. A esteira é geralmente metálica e possui bandejas fixadas numa correia ou corrente. Operam em baixas velocidades, entre 5 e 10 m/min. Esse dispositivo é atraente pela rapidez de construção e pela economia em relação ao de correia, além disso, a energia consumida também é menor.

Dimensionamento:

1. Largura → Uma das formas de encontrar a largura é encontrando esse valor tabelado, entrando-se na tabela com o valor da capacidade nominal:

[pic 5]

Onde: = capacidade nominal; (t/h); V= velocidade (m/min) e = densidade do material (t/m3).[pic 6][pic 7][pic 8]

 É possível observar que esses equipamentos podem ser aplicados ao transporte de sólidos em blocos relativamente grandes.

1. Potência Consumida → Para uma esteira horizontal, pode ser calculada da seguinte forma:

[pic 9]

E para transportadores inclinados:

[pic 10]

Onde: ; V= velocidade (m/min); F= Força de tração (Kg); = Capacidade (t/h) e [pic 11][pic 12][pic 13]

• Transportador de Corrente - Construção simples e econômica. Durabilidade grande e manutenção simples. Trabalham em uma faixa ampla de capacidade, velocidade e temperatura. A aplicação em indústrias não é tão ampla quanto à dos outros transportadores.
• Transportador de Caçamba – Empregado para grandes distâncias. O material é transportado no interior de caçambas suspensas em cabos de aço que se movimentam em trilhos. Bastante utilizado como transportador e elevador ao mesmo tempo. Capacidade e potência consumida podem ser encontrados em tabelas e cartas, de acordo com as medidas de largura x comprimento e/ou elevação (m).
• Transportador Vibratório – É utilizado para movimentar sólidos densos e de escoamento fácil. As partículas ficam sobre uma calha horizontal ou inclinada que vibra pela ação de vibradores eletromagnéticos. O movimento das partículas é como se fosse uma sucessão de pequenos voos. Esse tipo de transportador é recomendado para pequenas e médias distâncias, pois há longa distância, são necessários vários vibradores. A capacidade e o consumo de energia dependem de fatores como amplitude de oscilação, frequência, inclinação e características do material. A capacidade, o consumo de energia e a velocidade, podem ser obtidos através de cartas.
• Transportador por Gravidade – É o mais simples dos dispositivos de transporte de sólidos. Os sólidos escoam por gravidade sobre um plano inclinado em relação à horizontal com um ângulo superior ao ângulo de repouso do material. A velocidade depende do ângulo de inclinação. O transportador de rolos é uma esteira que é formada por uma sucessão de rolos que giram sobre mancais fixos. Esse  transportador pode ser utilizado no plano, porém deve ser movimentado manualmente.

1. DISPOSITIVOS ARRASTADORES -  O sólido é arrastado em calhas ou dutos. Funcionam bem em plano inclinado, podendo chegar a um ângulo de 45º. O custo de manutenção é elevado. Os mais importantes são: o de calha e o helicoidal.

• Transportador de Calha – É o mais simples e o mais barato, aplicando-se a uma grande variedade de materiais e situações. É utilizado para transportes curtos, pois a manutenção e a potência consumida são elevadas. Adapta-se melhor ao transporte inclinado do que as correias. É constituído de uma calha, no interior da qual se movimentam raspadeiras que arrastam consigo o sólido a ser transportado.

Dimensionamento:

1. Dimensões → As dimensões podem ser encontradas através de tabelas, desde que se saiba a densidade e o peso nominal por compartimento (kg). Uma outra forma de encontrar é através da seguinte equação:

[pic 14]

Onde: C = capacidade (t/h); S= área da raspadeira (cm2); V=velocidade (m/min); =densidade (t/m3); D= distância entre as raspadeiras (cm) e p= fração da capacidade máxima a ser utilizada para calhas inclinadas.[pic 15]