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Para determinar a porosidade da torta de filtração, foi utilizado o método experimental analisando as imagens das tortas de filtração nos meios filtrantes de celulose e acrílico no Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV), através do programa Image Pro Plus 7.0 e foram utilizadas para determinação da porosidade teórica as equações empíricas baseadas nos modelos de Ergun e Endo et al.

4.2.1 Porosidade Experimental

As imagens da torta de filtração com aumento de 200 vezes no filtro de celulose foi obtida para as perdas de carga no filtro de 5, 10, 20 e 30 mbar [(a), (b), (c) e (d)], respectivamente, podem ser visualizadas na Figura 4.10, para a pressão no sistema de 1 bar, na Figura 4.11, para a pressão no sistema de 3 bar e na Figura 4.12, para a pressão no sistema de 6 bar.

Figura 4.10: Imagens da celulose com aumento de 200 vezes na pressão de 1 bar. (a) 5 mbar (b) 10 mbar (c) 20 mbar (d) 30 mbar.

Figura 4.11: Imagens da celulose com aumento de 200 vezes na pressão de 3 bar. (a) 5 mbar (b) 10 mbar (c) 20 mbar (d) 30 mbar.

(a) (b) (c) (d)

Figura 4.12: Imagens da celulose com aumento de 200 vezes na pressão de 6 bar. (a) 5 mbar (b) 10 mbar (c) 20 mbar (d) 30 mbar.

(a) (b) (c) (d)

As imagens da torta de filtração com aumento de 200 vezes no filtro de acrílico com perdas de carga de 5, 10, 20 e 30 mbar, respectivamente, podem ser visualizadas na Figura 4.13, para a pressão de 1 bar, na Figura 4.14, para a pressão de 3 bar e na Figura 4.15, para a pressão de 6 bar.

Figura 4.13: Imagens do acrílico com aumento de 200 vezes na pressão de 1 bar. (a) 5 mbar (b) 10 mbar (c) 20 mbar (d) 30 mbar.

(a) (b) (c) (d)

Figura 4.14: Imagens do acrílico com aumento de 200vezes na pressão de 3 bar. (a) 5 mbar (b) 10 mbar (c) 20 mbar (d) 30 mbar.

Figura 4.15: Imagens do acrílico com aumento de 200 vezes na pressão de 6 bar. (a) 5 mbar (b) 10 mbar (c) 20 mbar (d) 30 mbar.

(a) (b) (c) (d)

A partir das imagens das tortas de filtração nas Figuras 4.10, 4.11, 4.12, 4.13, 4,14 e 4.15, pode-se observar que à medida que aumenta a perda de carga do sistema, aumenta também a espessura da camada de pó depositada.

As curvas das porosidades experimentais da torta de filtração nos filtros de celulose e acrílico são visualizadas nas Figuras 4.16 e 4.17, respectivamente, sendo a posição na torta de filtração de número 1 a interface ar-torta, número 2 a região central da torta e número 3 a interface torta-tecido.

Figura 4.16(a): Curvas da porosidade da torta no filtro de celulose na pressão de 1 bar.

Figura 4.16(c): Curvas da porosidade da torta no filtro de celulose na pressão de 6 bar.

Figura 4.17(b): Curvas da porosidade da torta no filtro de acrílico na pressão de 3 bar.

A partir das Figuras 4.16 e 4.17, verifica-se que as porosidades na interface ar- torta são maiores que as da região central da torta, e as porosidades da região central são maiores que a da interface torta-tecido. Pode-se observar também que quando eleva a perda de carga, diminui a porosidade da torta de filtração. Estes comportamentos são semelhantes para a celulose e para o acrílico.

4.2.2 Porosidade teórica

Os modelos utilizados para calcular a porosidade teórica foram as equações (2.8) e (2.11), Ergun e Endo et al., respectivamente. Os valores obtidos das porosidades da torta de filtração no filtro de celulose podem ser visualizados nas Tabelas 4.1, 4.2 e 4.3 e os valores obtidos das porosidades da torta de filtração no filtro de acrílico podem ser visualizados nas Tabelas 4.4, 4.5 e 4.6.

Tabela 4.1: Porosidade da torta acumulada no filtro de celulose na pressão de 1 bar

Perda de carga Interface ar-torta Região central Interface torta-tecido

média Ergun Desvio(%) Endo et

al. Desvio(%) 5mbar 0,68 0,69 0,68 0,68 0,66 3,27 0,65 5,68 10mbar 0,66 0,65 0,62 0,64 0,65 1,01 0,59 7,46 20mbar 0,68 0,67 0,57 0,64 0,66 2,78 0,56 14,11 30mbar 0,62 0,66 0,58 0,62 0,63 2,88 0,62 0,31

Tabela 4.2: Porosidade da torta acumulada no filtro de celulose na pressão de 3 bar

Perda de carga Interface ar-torta Região central Interface torta-tecido

média Ergun Desvio(%) Endo et

al. Desvio(%) 5mbar 0,59 0,63 0,58 0,59 0,62 3,43 0,54 11,54 10mbar 0,57 0,61 0,56 0,58 0,62 6,39 0,56 3,18 20mbar 0,66 0,62 0,54 0,61 0,62 2,88 0,59 2,43 30mbar 0,59 0,61 0,54 0,58 0,57 2,11 0,54 8,81

Tabela 4.3: Porosidade da torta acumulada no filtro de celulose na pressão de 6 bar Perda de carga Interface ar-torta Região central Interface torta-tecido

média Ergun Desvio(%) Endo et

al. Desvio(%) 5mbar 0,58 0,57 0,51 0,55 0,51 9,36 0,62 11,14 10mbar 0,68 0,66 0,65 0,66 0,59 10,62 0,75 11,25 20mbar 0,69 0,69 0,66 0,68 0,59 16,07 0,68 0,08 30mbar 0,71 0,61 0,52 0,61 0,51 19,51 0,65 5,42

Tabela 4.4: Porosidade da torta acumulada no filtro de acrílico na pressão de 1 bar

Perda de carga Interface ar-torta Região central Interface torta-tecido

média Ergun Desvio(%) Endo et

al. Desvio(%) 5mbar 0,77 0,71 0,68 0,72 0,64 11,66 0,58 24,81 10mbar 0,56 0,51 0,49 0,52 0,64 18,68 0,59 12,82 20mbar 0,53 0,43 0,59 0,52 0,62 16,50 0,63 17,12 30mbar 0,53 0,45 0,46 0,48 0,63 23,56 0,56 14,09

Tabela 4.5: Porosidade da torta acumulada no filtro de acrílico na pressão de 3 bar

Perda de carga Interface ar-torta Região central Interface torta-tecido

média Ergun Desvio(%) Endo et

al. Desvio(%) 5mbar 0,634 0,62 0,59 0,62 0,69 10,39 0,60 2,06 10mbar 0,64 0,64 0,59 0,63 0,63 0,73 0,58 8,29 20mbar 0,64 0,62 0,57 0,61 0,62 2,31 0,53 15,62 30mbar 0,55 0,55 0,49 0,53 0,56 6,14 0,49 8,31

Tabela 4.6: Porosidade da torta acumulada no filtro de acrílico na pressão de 6 bar Perda de carga Interface ar-torta Região central Interface torta-tecido

média Ergun Desvio(%) Endo et

al. Desvio(%) 5mbar 0,61 0,41 0,39 0,47 0,63 25,87 0,63 25,76 10mbar 0,59 0,52 0,55 0,55 0,53 4,64 0,57 3,51 20mbar 0,58 0,53 0,51 0,54 0,57 5,82 0,59 9,02 30mbar 0,59 0,61 0,58 0,59 0,55 7,49 0,69 14,07

A partir destes resultados, é possível verificar que apesar de os valores da porosidade experimental, e os valores da porosidades teóricas de Ergun e de Endo et al. terem a mesma tendência, os método experimental (método direto) apresenta melhor eficácia na determinação da porosidade da torta de filtração porque leva em consideração diferentes posições da torta de filtração

Analisando as porosidades das filtrações nos meios filtrantes de celulose e acrílico, nota-se que ao atingir maiores perdas de carga, diminui os valores das porosidades das tortas de filtração. Isso pode ser explicado porque ao atingir maiores perdas de carga, os espaços vazios são preenchidos, formando tortas menos porosas. Pode-se observar também que ao elevar a pressão do sistema, há uma queda na porosidade da torta de filtração, provavelmente porque ao atingir maiores pressões, formam-se tortas mais compactas, com maior quantidade de material particulado e sua porosidade diminui.

Verifica-se também que o meio filtrante de acrílico obteve valores de porosidade maiores que os de celulose. Portanto conclui-se que o meio filtrante de acrílico obteve maior quantidade de material particulado depositado, atingindo menores perdas de carga e maiores porosidade, sendo o meio filtrante mais indicado para a filtração de gases a altas pressões.

5. CONCLUSÕES

As principais conclusões deste trabalho são:

 elevando-se a pressão do sistema, aumenta a massa de pó depositada no meio filtrante para uma mesma perda de carga no filtro;

 à medida que a torta de filtração se aproxima do meio filtrante a porosidade da torta de pó diminui;

 as porosidades são menores ao atingir maiores perdas de carga e maior pressão no sistema;

 os valores de porosidade obtidos por meio da equação de Ergun foram maiores que os valores obtidos por meio da equação de Endo et al.

 os filtros de acrílico e de celulose mostraram curvas com o mesmo comportamento, porém o filtro de acrílico apresentou maior massa de pó depositada e uma menor perda de carga em relação ao filtro de celulose.