Número de Unidades de Transferência (NTU)
Calcula o número de unidades de transferência (NTU) de uma coluna de absorção ou stripping (caso diluído), NTU = ln(C_entrada/C_saída), a partir das concentrações de entrada e saída. O NTU mede a 'dificuldade' da separação: quanto maior a remoção desejada, mais unidades de transferência são necessárias. Junto com a altura de uma unidade (HTU), define a altura total do recheio. Informe as concentrações de entrada e de saída.
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Número de unidades de transferência (NTU)
Quando se quer absorver um gás poluente numa torre (CO₂, H₂S, SO₂) ou arrancar (stripping) um componente de um líquido, surge a pergunta: que altura de coluna é preciso? O método HTU-NTU divide o problema em dois fatores independentes. O NTU (número de unidades de transferência) — aqui no caso diluído, NTU = ln(C_entrada/C_saída) — é a parte termodinâmica: mede a 'dificuldade' da separação, ou seja, o quão perto do equilíbrio se quer chegar. Remover 90% exige um certo NTU; remover 99% exige bem mais (a relação é logarítmica — os últimos resíduos são os mais difíceis de tirar). O NTU é como o número de 'andares' de equilíbrio necessários, mas para colunas recheadas (de operação contínua, sem pratos discretos). Multiplicado pela altura de cada unidade (HTU), dá a altura total do recheio. Informe as concentrações de entrada e de saída.
Ferramentas Relacionadas
Altura de Recheio (HTU·NTU)
Calcula a altura de recheio de uma coluna de absorção ou destilação, Z = HTU·NTU, multiplicando a altura de uma unidade de transferência (HTU, que depende da hidrodinâmica e do tipo de recheio) pelo número de unidades de transferência (NTU, que depende da separação desejada). É o método HTU-NTU de dimensionamento de colunas recheadas — separa a parte 'cinética' (HTU) da 'termodinâmica' (NTU). Informe a HTU e o NTU.
Número de Pratos Reais (Eficiência)
Calcula o número de pratos reais de uma coluna de destilação, N_real = N_teórico / (eficiência/100), a partir do número de pratos teóricos (de equilíbrio) e da eficiência global da coluna (%). Como nenhum prato real atinge o equilíbrio perfeito, são necessários mais pratos reais que teóricos: uma eficiência de 50% dobra o número de pratos. É o passo que traduz o projeto teórico na coluna física. Informe os pratos teóricos e a eficiência global.
Número de Zeldovich
Calcula o número de Zeldovich de uma chama, β = E_a·(T_b − T_u) ÷ (R·T_b²), a energia de ativação adimensionalizada pela elevação de temperatura através da frente de chama. É a medida de quão sensível a taxa de reação é a uma pequena variação de temperatura: β alto (tipicamente 8 a 12 em hidrocarbonetos) significa reação concentrada numa camada finíssima junto à temperatura de chama, o que justifica a hipótese de energia de ativação grande usada na teoria assintótica de chamas e nos critérios de extinção e de instabilidade celular. Adotada a constante universal dos gases R = 8,314 J/(mol·K), com a energia de ativação em J/mol e as temperaturas em kelvin. Informe a energia de ativação, a temperatura dos gases queimados e a temperatura dos gases não queimados.
Refluxo Mínimo (Underwood)
Estima a razão de refluxo mínima de uma destilação binária pela equação de Underwood (alimentação como líquido saturado), Rmin = [xD/xF − α·(1−xD)/(1−xF)]/(α − 1), a partir da volatilidade relativa (α) e das frações molares do componente leve no destilado (xD) e na alimentação (xF). No refluxo mínimo, a coluna precisaria de infinitos pratos; o refluxo de operação é um múltiplo dele (1,1–1,5×). É um número-chave no projeto de colunas. Informe α, xD e xF.
Número de Estágios pela Correlação de Gilliland
Estima o número de estágios teóricos de uma coluna de destilação pela correlação de Gilliland, que liga o excesso de refluxo ao excesso de estágios: com X = (R − R_min)/(R + 1) e Y = (N − N_min)/(N + 1), obtém-se N = (Y + N_min)/(1 − Y). É o terceiro passo do método curto FUG, depois de N_min pela equação de Fenske e R_min pela de Underwood, e resolve em uma linha o dimensionamento preliminar que de outro modo exigiria um McCabe-Thiele ou um simulador. Adotado o ajuste analítico de Eduljee, Y = 0,75·(1 − X^0,5668), que é a forma usual para cálculo manual; a correlação de Molokanov é mais precisa nos extremos e dá resultado alguns por cento diferente. Informe a razão de refluxo de operação, a razão de refluxo mínima e o número mínimo de estágios.
Número de Elenbaas
Calcula o número de Elenbaas de um canal formado por duas placas verticais paralelas aquecidas, El = g·β·ΔT·b⁴ ÷ (ν·α·H), que é o número de Rayleigh baseado no espaçamento b entre as placas multiplicado pela razão b/H. Ele governa a convecção natural em dissipadores de calor aletados, gabinetes eletrônicos e coletores solares: El muito pequeno indica canal estreito e longo, com as camadas-limite se encontrando e sufocando o escoamento, enquanto El grande indica placas praticamente isoladas. O espaçamento que maximiza a dissipação total de um dissipador cai perto de El ≈ 46 (placas isotérmicas), critério clássico de projeto de aletas por convecção natural. Adotada a definição com aceleração da gravidade 9,80665 m/s², β o coeficiente de expansão térmica do fluido e H a altura da placa. Informe o coeficiente de expansão, a diferença de temperatura, o espaçamento, a viscosidade cinemática, a difusividade térmica e a altura da placa.
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