Velocidade de Saltação em Transporte Pneumático (Rizk)
Calcula a velocidade de saltação em transporte pneumático de fase diluída pela correlação de Rizk, V_s = √(g·D)·(μ·10^(1440·d_p + 1,96))^(1/(1100·d_p + 2,5)), com o diâmetro do duto D e o diâmetro da partícula d_p em metros e μ a razão de carga sólidos/gás em kg de sólido por kg de ar. Abaixo dessa velocidade as partículas param de ser arrastadas em suspensão e começam a se depositar no fundo do duto horizontal, formando uma duna que estrangula a seção até entupir a linha — por isso ela é o limite INFERIOR de projeto, sobre o qual se aplica uma margem típica de 20 a 50 %. Como o termo entre parênteses é adimensional, a velocidade escala exatamente com √(g·D), o que dá duas leituras práticas: dobrar o diâmetro do duto exige apenas 41 % mais velocidade, mas triplicar a carga de sólidos de 10 para 30 sobe a exigência de 15,9 para 22,9 m/s, porque a carga entra elevada a um expoente. Informe o diâmetro do duto, o diâmetro da partícula e a razão de carga.
Resultado
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Velocidade de saltação em transporte pneumático (Rizk)
Numa linha de fase diluída existe uma velocidade de ar abaixo da qual as partículas param de viajar em suspensão e passam a se acumular no fundo do trecho horizontal. A duna que se forma estrangula a seção, a perda de carga dispara e a linha entope — quase sempre com o silo cheio e a produção parada. Quem dimensiona o soprador precisa desse limite antes de fechar a vazão de ar: ele é o piso da velocidade de transporte, sobre o qual se aplica a margem de projeto. A correlação de Rizk é a estimativa mais usada para duto horizontal, e é ela que esta página resolve, a partir do diâmetro do duto, do tamanho médio de partícula e da razão de carga.
A correlação é V_s = √(g·D)·(μ·10^(1440·d_p + 1,96))^(1/(1100·d_p + 2,5)), com D e d_p em metros dentro da expressão e μ em kg de sólido por kg de ar. O primeiro fator é a velocidade de referência √(g·D); o colchete, adimensional, corrige pelo tamanho da partícula e pela carga. Com os valores padrão — duto de 0,1 m, partícula de 0,5 mm e μ = 10 — a saída é 15,94 m/s, que corresponde a um número de Froude de saltação de 16,1, dentro da faixa de 10 a 20 relatada para granulares em dutos de 100 mm. Triplicar a carga para μ = 30 leva a 22,85 m/s; dobrar o duto para 0,2 m leva a 22,54 m/s, exatamente √2 vezes o valor original.
Rizk ajustou a correlação a granulares plásticos, e daí vem a limitação que mais pesa: não há termo de densidade do sólido. Cimento, alumina e poliestireno de mesmo diâmetro recebem a mesma resposta, o que é fisicamente falso — para material denso ou abrasivo, tome o valor como primeira estimativa e confronte com outra correlação de saltação. Ela vale para fase diluída em trecho horizontal: trecho vertical tem outro fenômeno limitante, o afogamento, e curva pede margem própria. O d_p é um diâmetro médio, então distribuição granulométrica larga, pó coesivo ou partícula fibrosa saem da hipótese. A página não calcula perda de carga nem potência de soprador.
Perguntas frequentes
O diâmetro da partícula entra em milímetro ou em metro?
Posso usar a velocidade de saltação como velocidade de projeto?
A correlação de Rizk serve para qualquer material?
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