Lista 5

ESCOLA DE QUÌMICA/UFRJ
EQE-473 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS I
PROF. RICARDO A. MEDRONHO
GABARITO DA 5a LISTA DE EXERCÍCIOS

ESCOAMENTO EM MEIOS POROSOS

Questão 1

Equação do movimento:

Simplificando a equação chega-se à:

Admitindo escoamento Darcyano:

Logo,

Cálculo da porosidade:

Cálculo de k:

Questão 2

Determinação dos pesos moleculares:

Viscosidade do gás: 4,7x10-5N.s.m-2 (Incropera)

G = 0,00442 kg/m2.s

Então, podemos chegar a seguinte equação:

Resolvendo a equação anterior, obtém-se:

Questão 3

a) Meio de areia artificialmente consolidado com 5% de araldite.
Granulometria da areia: -14+20 # Tyler.
Fluido: água (densidade 1g/cm3 e viscosidade 1,18 cP).
Comprimento do meio: 2,1 cm.
Área da seção de escoamento: 16,8 cm2.
Porosidade do meio: 0,37.

A partir dos dados experimentais e usando a equação de Forchheimer:

q(m/s)
0,0633
0,0747
0,102
0,127
0,152
0,177
0,203
0,239
P(atm)
0,0617
0,0821
0,137
0,200
0,279
0,368
0,472
0,643

42,423
52,340
63,885
74,991
87,389
99,118
110,81
128,20

Fazendo regressão linear, temos:

a = 46,349 x 106 b = 1,696 x 106 r = 0,99985

b) Meio não consolidado de areia.
Granulometria da areia: -35+48 # Tyler.
Fluido: ar a 25°C e pressão atmosférica na descarga.
Comprimento do meio: 33,4 cm.
Área da seção de escoamento: 5,57 cm2.
Porosidade do meio: 0,44.

A partir dos dados experimentais:

G (g/cm2s)
1,59x10-3
5,13x10-3
9,49x10-3
12,3x10-3
22,4x10-3
44,6x10-3
70,3x10-3
Δp (dina/cm2)
6277
20399
37857
49331
90719
193207
314819

0,00118
0,00119
0,00120
0,00120
0,00123
0,00129
0,00136

139,5
141,7
143,3
144,1
149,1
167,3
182,3

Fazendo regressão linear, temos:

a = 640,13 b = 137,3 r = 0,996

Viscosidade do ar a 1atm e 25oC: 1,8 x 10-4 P (Incropera)