Granulometria

UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL (UCS)

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA (CCET)

Disciplina: ENQ0246D – Operações Unitárias I

Período: 2012/4 Turma: 37-58/59

Prática I

Análise Granulométrica

Fábio Argenta

Caxias do Sul, setembro de 2012.

1. INTRODUÇÃO

Numerosos métodos têm se desenvolvido para realizar separações de sólidos, e várias operações são feitas com esta finalidade. Na prática, existem muitos problemas na separação de materiais e cabe ao engenheiro escolher o método que melhor se adapta à resolução. Diferentes setores industriais empregam a análise granulométrica como técnica para definir o tamanho de partículas necessário para produção ou obtenção do produto final, o que também é possível, conhecendo a porcentagem de massa retida nas diferentes seções de peneiramento e manipulando o material para o máximo rendimento do processo.

O método da granulometria tem base unicamente no tamanho das partículas e é um método confiável para caracterização de sólidos. No processo de peneiramento de sólidos, o material é passado através de uma série de peneiras de diferentes tamanhos e separado em frações conforme o tamanho do fragmento, isto é, frações em que é conhecido o tamanho máximo e mínimo das partículas.

Peneiras industriais são construídas com tecidos como a seda, plástico, barras de metal, placas de metal perfuradas ou fios de seção transversal triangular. Metais diferentes são usados, como o aço de carbono e aço inoxidável.

Segundo PERRY (1984), a abertura das malhas metálicas é chamada de “mesh”, que é o número de aberturas por polegada linear. Sendo assim, quanto maior o “mesh”, maior o número de aberturas e, consequentemente, mais fino deverá ser o grão para que passe por ela. Assim, para materiais grosseiros, usam-se peneiras de baixo “mesh” e para finos usam-se peneiras com maior “mesh”.

Figura 1: Exemplo de tamanho de mesh.

Muitos usuários tem suas normas e testes baseados na padronização Tyler de escala para peneiras de ensaio. A diferença entre essa escala e a escala “mesh” é que 1 Tyler equivale ao número de aberturas de uma mesma dimensão contido em um comprimento de 25,4 mm.

2. OBJETIVOS

Realizar uma separação mecânica do polietileno (PE) granulado, caracterizando o material quanto ao tamanho e à distribuição de suas partículas.

3. MATERIAIS E MÉTODOS

3.1. Materiais Utilizados

• Espátula;

• Becker;

• Pincel;

• Polietileno granulado;

• Balança Analítica;

• Peneiras Tyler;

• Agitador de peneiras por vibração.

3.2. Procedimento Experimental

Primeiramente foi pesado 200g de PE granulado (m1), em seguida pesou-se individualmente cada uma das peneiras vazias.

As peneiras utilizadas foram colocadas na ordem de 20, 35, 48, 200 mesh e fundo, de cima para baixo, e a massa m1 foi colocada na peneira de mesh 20. Após montou-se o conjunto de peneiras em um agitador, o equipamento ficou ligado por um período de 15 minutos a 50 rotações por minuto.

Finalizado o processo de agitação pesou-se novamente cada um das peneiras para obter a massa que ficou retida. Realizados todos os procedimentos, as peneiras e o fundo foram limpos com um pincel para ser retirado todo o material.

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

4.1. Tabela de Análise Granulométrica

A tabela 1 apresenta os dados obtidos na pesagem das peneiras antes e após agitação do PE granulado e a massa que ficou retida em cada peneira.

Mesh Massa Inicial (g) Massa Final (g) Massa Retida (g)

20 432,57 599 166,43

35 459,85 491,4 31,55

48 423,89 425,1 1,21

200 342,52 343,2 0,68

Fundo 386,87 386,9 0,03

Tabela 1 – Pesagem inicial e final de PE nas peneiras

A tabela 2 apresenta a análise granulométrica com os diâmetros médios, frações retidas, fração de finos e a fração de grossos acumulados.

Mesh Diâmetro Médio (cm) Fração Retida (Δφ) Δφi/Di

(cm-1) Δφi/D3i

(cm-3) Fração Finos Fração

Grossos Acumulados

20 0,0833 0,83215 9,989795918 1439,682128 0,16785 0,83215

20/35 0,0625 0,15775 2,524 646,144 0,0101 0,9899

35/48 0,0356 0,00605 0,16994382 134,0927757 0,00405 0,99595