Dispositivos Arrastadores e Elevadores

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UNIOESTE – UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO

UNIOESTE – UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁPARANÁ CECE – CENTRO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS EXATAS CECE – CENTRO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS EXATAS

CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA

TRANSP

TRANSPORTE

ORTE DE SÓLIDOS

DE SÓLIDOS

Dispositivos arrastadores e elevadores

TOLEDO - 2010 TOLEDO - 2010

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UNIOESTE – UNIVERSIDADE ESTADUAL DO

UNIOESTE – UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁOESTE DO PARANÁ CECE – CENTRO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS EXATAS CECE – CENTRO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS EXATAS

CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA

TRABALHO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS II TRABALHO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS II

Acadêmicos: Aline R. de Pauli Acadêmicos: Aline R. de Pauli Alison C. Braga Alison C. Braga Araceli Scalcon Araceli Scalcon Jorge D. Ayala Jorge D. Ayala Maryana S. Gongoleski Maryana S. Gongoleski Docente: Marcos Moreira

Docente: Marcos Moreira T

Trraabbaallhho o aaccaaddêêmmiiccoo apr

apresesententado ado à à disdiscipciplina lina dede Op

Opereraçaçõeões s UnUnitáitáriarias s IIII, , dodo curso de Engenharia Química curso de Engenharia Química da Universidade Estadual do da Universidade Estadual do Oeste do Paraná

(3)

Sumário

Sumário ...33 Lista

Lista de fide figuras guras ...44 Lista

Lista de tabelas de tabelas ...55 1. Introdução

1. Introdução ...66 2. Dispositivos

2. Dispositivos arrastadores arrastadores ...99 2.1 Transportador de calha 2.1 Transportador de calha ...99 2.1.1 2.1.1 Dimensionamento Dimensionamento ...1212 2.1.1.1 2.1.1.1 Dimensões Dimensões ... 12... 12 2.1.2 Potência

2.1.2 Potência consumida: consumida: ...1414 2.2 Transportador

2.2 Transportador helicoidal helicoidal ...1414 2.2.1 2.2.1 Dimensionamento Dimensionamento ...2020 2.2.1.1 Método 2.2.1.1 Método 01 01 ...2020 2.2.1.2 Método 2.2.1.2 Método 02 02 ...2424 2.2.1.3 Método 2.2.1.3 Método 03 03 ...2525 2.2.1.4 Método 2.2.1.4 Método 04 04 ...2525 2.2.2 Cálculo da potência ... 2.2.2 Cálculo da potência ... 2626 3. Dispositivos elevadores 3. Dispositivos elevadores ...2828 3.1 Elevador h

3.1 Elevador helicoidal elicoidal ...2828 3.2

3.2 Elevador de Elevador de canecas canecas ...2828 3.2.1 Tipos de elevadores de

3.2.1 Tipos de elevadores de caneca caneca ...3131 3.2.1.1.

3.2.1.1. Elevadores de Elevadores de caçambas contínuas caçambas contínuas ...3131 3.2.1.2 Elevad

3.2.1.2 Elevadores de caçambas contínuas com supercapacidores de caçambas contínuas com supercapacidade ade ...3232 3.2.1.3 El

3.2.1.3 Elevadores com canecevadores com caneca espacejada e descarga espacejada e descarga centrífua centrífuga ga ...3333 3.2.1.4

3.2.1.4. Caçambas espacejad. Caçambas espacejadas e descarga positiva as e descarga positiva ... .. 3434

3.2.2. Componentes do

3.2.2. Componentes do elevador de elevador de canecas canecas ...3636 3.2.3 3.2.3 Dimensionamento Dimensionamento ...3838 3.2.3.1 3.2.3.1 Velocidade Velocidade ... ... 3838 3.2.3.2 3.2.3.2 Dimensões Dimensões ... 39... 39 3.3 Elevador espiral 3.3 Elevador espiral ...4343 4. 4. Conclusão Conclusão ... 4747 5.

(4)

Lista de figuras Lista de figuras

Figura 1. Transportador de calha...10

Figura 2. Transportadores de calha...10

Figura 3. Transportador de esqueleto...11

Figura 4. Partes do transportador helicoidal...15

Figura 5. Carcaça com jaqueteamento...16

Figura 6. Helicóides com entradas diferentes...17

Figura 7. Hélice simples...17

Figura 8. Hélice com dentes...17

Figura 9. Hélice com pás...18

Figura 10. Hélice em fitas múltiplas...18

Figura 11. Hélice em fitas simples...18

Figura 12. Carta para dimensionar transportadores helicoidais...21

Figura 16. Fator de redução devido à inclinação...23

Figura Figura 17. 17. Elevador Elevador de de canecas...canecas...29....29

Figura 18. Caçambas contínuas: a carga é feita quando as cubas passam pelo carregador, Figura 18. Caçambas contínuas: a carga é feita quando as cubas passam pelo carregador, cujo bocal fica acima da polia...32

cujo bocal fica acima da polia...32

Figura 19. Contínuo: as cubas correm numa calha sem fundo, com janela de limpeza...32

Figura 20. Cubas de aço para os elevadores com as caçambas contínuas...33

Figura 21. Elevador de descarga centrifuga, com caçambas espacejadas...34

Figura 22. Cubas de ferro para descarga centrífuga...34

Figura 23. Caçambas espacejadas que recebem parte da carga diretamente e arrastam o Figura 23. Caçambas espacejadas que recebem parte da carga diretamente e arrastam o restante da calha do fundo...34

restante da calha do fundo...34

Figura 24. Descarga positiva, com as caçambas espacejadas...35

Figura 25. Componentes de um elevador Figura 25. Componentes de um elevador de canecas...36de canecas...36

Figura 26. Dimensões das canecas...39

Figura 27. Carta para dimensionar elevadores de escoamento contínuo...40

Figura 28. : Potência consumida pelos elevadores de canecas...42

Figura 29. Elevador espiral de fluxo mássico...44

Figura 30. Elevador espiral de múltiplas entradas...45

Figura 31. Elevador espiral de duas faixas...45

Figura 32. Elevador de Alta Capacidade...46

(5)

Lista de tabelas Lista de tabelas

Tabela 1. Para materiais de densidade 0,8 t/m³...12

Tabela 2. Ângulo de inclinação com a horizontal e fração da capacidade máxima...12

Tabela 3. Valores das velocidades econômicas para diversos materiais em metros por Tabela 3. Valores das velocidades econômicas para diversos materiais em metros por minuto...13

minuto...13

Tabela 4. Rotação econômica...24

Tabela 5. Comprimentos padrões dos transportadores helicoidais, capacidades e rotação Tabela 5. Comprimentos padrões dos transportadores helicoidais, capacidades e rotação máxima para três tipos de diferentes materiais...25

máxima para três tipos de diferentes materiais...25

Tabela 6. Tabela 6. Relação entre diâmetro e fato qRelação entre diâmetro e fato que depende do ue depende do diâmetro da helicóide...27diâmetro da helicóide...27

Tabela 7. Tabela 7. Materiais e Materiais e suas vesuas velocidades...38locidades...38

Tabela 8. Relações dos tipos de elevadores e velocidades de recomendação...38

Tabela 9. Tabela 9. Valor do fator que Valor do fator que leva em cleva em conta o tipo de onta o tipo de material...material...42.42 Tabela 10. Descrição do equipamento e seu respectivo valor...49

(6)

1. Introdução

O

O trtrananspspororte te de de mamateteririaiais s na na inindúdúststria ria é é asassusuntnto o de de trtrês ês opopereraçaçõeõess unitárias bem diferentes: o transporte de sólidos, o bombeamento de líquidos e unitárias bem diferentes: o transporte de sólidos, o bombeamento de líquidos e a movimentação de gases. (GOMIDE, 1983)

a movimentação de gases. (GOMIDE, 1983)

Muito embora haja preferência na indústria de processo químico pelo Muito embora haja preferência na indústria de processo químico pelo transporte de sólidos fluidizados, restam ainda muitos casos em que isto é transporte de sólidos fluidizados, restam ainda muitos casos em que isto é impraticável por causa da granulometria grosseira do sólido ou da abrasão impraticável por causa da granulometria grosseira do sólido ou da abrasão exagerada dos dutos. (GOMIDE, 1983)

exagerada dos dutos. (GOMIDE, 1983)

O grande desenvolvimento dos conhecimentos práticos sobre o

O grande desenvolvimento dos conhecimentos práticos sobre o transportetransporte de sólidos decorre de uma série

de sólidos decorre de uma série de fatores:de fatores:

1) A grande influência do transporte de sólidos na economia global de muitos 1) A grande influência do transporte de sólidos na economia global de muitos processos. Em alguns, o seu custo chega a atingir 80% do custo total de processos. Em alguns, o seu custo chega a atingir 80% do custo total de operação.

operação. 2)

2) O O encencarearecimcimentento o cocontínntínuo uo da da mãomão-de-de-ob-obra, ra, forforçançando do cadcada a vevez z maimais s aa substituição do homem pela máquina, ou de um tipo de máquina por outro m substituição do homem pela máquina, ou de um tipo de máquina por outro m aisais moderno que requeira menos atenção humana

moderno que requeira menos atenção humana

3) A necessidade do transporte de sólidos, em maior ou menor escala, em 3) A necessidade do transporte de sólidos, em maior ou menor escala, em praticamente qualquer tipo de indústria.

praticamente qualquer tipo de indústria. 4) A grande variedade de sólidos

4) A grande variedade de sólidos a transportar.a transportar. 5)

5) A A vavaririababiliilidadade de dadas s cocondndiçiçõeões s de de trtrananspsporortete, , da da cacapapacicidadadede, , esespapaçoço disponível e economia do

disponível e economia do processo.processo. A

A escolha escolha do do transportador transportador correto correto para para um um determinado determinado material material aa granel, num estado específico, é complicada pelo grande número de fatores granel, num estado específico, é complicada pelo grande número de fatores inter-relacionados que devem ser levados em consideração. Inicialmente é inter-relacionados que devem ser levados em consideração. Inicialmente é necessário ponderar os diversos tipos básicos; depois, manejabilidade; mas necessário ponderar os diversos tipos básicos; depois, manejabilidade; mas não se deve deixar de assinalar o grau de perfeição de desempenho que se não se deve deixar de assinalar o grau de perfeição de desempenho que se pode obter.

pode obter. O

O dedesesempmpenenho ho do do eqequiuipapamementnto o tratransnspoportartadodor r de de mamateteriariais is cocomm características conhecidas pode ser precisamente previsto, pois se dispõe de características conhecidas pode ser precisamente previsto, pois se dispõe de dados de engenharia completos para muitos tipos comuns de transportadores, dados de engenharia completos para muitos tipos comuns de transportadores, ee os projetos são padronizadosos projetos são padronizados. Entretanto, é possível que o desempenho de. Entretanto, é possível que o desempenho de

um transportador seja decepcionante, quando as características do material um transportador seja decepcionante, quando as características do material

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de material é mais uma arte do que uma ciência; os problemas que envolvem de material é mais uma arte do que uma ciência; os problemas que envolvem substâncias poucos comuns, ou equipamento não convencional, devem ser substâncias poucos comuns, ou equipamento não convencional, devem ser analisados com cautela.

analisados com cautela. As

As exigências de capacidadeexigências de capacidade constituem o fator primordial da escolhaconstituem o fator primordial da escolha do

do trtrananspsporortatadodor. r. AlAlgugunsns, , quque e popodedem m seser r fafabrbricicadados os em em didimemensnsõeõess relativamente grandes, para operar a velocidades altas, transportam grandes relativamente grandes, para operar a velocidades altas, transportam grandes massas com boa economia. Por outro lado, o transportador-parafuso massas com boa economia. Por outro lado, o transportador-parafuso (hélice-tra

transnspoportrtadadorora) a) fifica ca exextrtrememamamenente te inincocomomodo do à à memedidida da quque e auaumementnta a dede tamanho e não pode ser operado em velocidades elevadas, sem provocar tamanho e não pode ser operado em velocidades elevadas, sem provocar sérios problemas de abrasão.

sérios problemas de abrasão. A

A distância de transferênciadistância de transferência é nitidamente limitada para certos tipos deé nitidamente limitada para certos tipos de transportador.

transportador. O

O transporte verticaltransporte vertical é realizado em geral, com maior economia por é realizado em geral, com maior economia por meio de elevadores verticais ou inclinados, de caçambas ou de canecos. meio de elevadores verticais ou inclinados, de caçambas ou de canecos. Out

Outros ros tiptipos os devdevem em seser r conconsidsideraerados dos quaquando ndo há há desdesloclocameamento nto ververtictical al ee tam

tambébém m hohorizorizontantal. l. O O equequipaipamenmento to quque e rearealizliza a desdesloclocameamento nto em em várváriasias direções numa só unidade é, em geral, mais caro; este aspecto é as vezes direções numa só unidade é, em geral, mais caro; este aspecto é as vezes contrabalançado, quanto ao custo de investimento, pela necessidade de um só contrabalançado, quanto ao custo de investimento, pela necessidade de um só motor.

motor.

Características do material.

Características do material. As propriedades físicas e químicas devemAs propriedades físicas e químicas devem ser consideradas, muito especialmente a fluidez, também são importantes a ser consideradas, muito especialmente a fluidez, também são importantes a dureza (que determina a capacidade de abrasão), a friabilidade e o tamanho dureza (que determina a capacidade de abrasão), a friabilidade e o tamanho dos fragmentos ou pedaços. Os efeitos químicos (por exemplo, o do óleo sobre dos fragmentos ou pedaços. Os efeitos químicos (por exemplo, o do óleo sobre a borracha, ou o dos ácidos sobre os metais) podem determinar a natureza do a borracha, ou o dos ácidos sobre os metais) podem determinar a natureza do material a ser utilizado na fabricação do equipamento transportador. A umidade material a ser utilizado na fabricação do equipamento transportador. A umidade e a oxidação atmosférica podem ser nocivas ao material transportado, que e a oxidação atmosférica podem ser nocivas ao material transportado, que ex

exigigirá irá enentãtão o a a vevedadaçãção o cocompmpleleta ta dodos s eqequiuipapamementntos os e e ataté é memesmsmo o umumaa atmosfera artificial. Alguns tipos de transportadores, como é natural, são mais atmosfera artificial. Alguns tipos de transportadores, como é natural, são mais adaptados que outros para atender a essas condições.

adaptados que outros para atender a essas condições. As

As exigências do processoexigências do processo podem ser satisfeitas por algum tipo depodem ser satisfeitas por algum tipo de tra

transpnsportortadoador, r, sesem m quaqualqulquer er modmodificificaçãação o no no proprojetjeto, o, ou ou com com peqpequenueninainass adaptações. Por exemplo, um transportador a fluxo contínuo pode proporcionar adaptações. Por exemplo, um transportador a fluxo contínuo pode proporcionar o

o arrarrefeefecimecimento nto dos dos sósólidolidos, s, simsimpleplesmesmente nte ao ao colcolocáocá-los -los em em concontattato o cocomm materiais bons condu

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adaptadas peneiras ou crivos, para realizar separação grossa ou fina. Nos adaptadas peneiras ou crivos, para realizar separação grossa ou fina. Nos tra

transpnsportortadoadores res helhelicoicoidaidais is podpodem em ser ser adaadaptaptados dos disdispospositivitivos os parpara a várváriasias operações – misturação, desidratação, aquecimento, resfriamento, etc.

operações – misturação, desidratação, aquecimento, resfriamento, etc.

O custo inicial de um sistema transportador está usualmente relacionado O custo inicial de um sistema transportador está usualmente relacionado com a

com a esperança de vidaesperança de vida e com a taxa de fluxo que se deseja ter. Sempre háe com a taxa de fluxo que se deseja ter. Sempre há uma grande tentação a superdimensionar o projeto, o que deve ser combatido. uma grande tentação a superdimensionar o projeto, o que deve ser combatido. O primeiro transportador de correia de grande porte foi projetado e fabricado O primeiro transportador de correia de grande porte foi projetado e fabricado com padrões muito elevados de qualidade. Depois de 35 anos, ainda está em com padrões muito elevados de qualidade. Depois de 35 anos, ainda está em operação com a maior parte

operação com a maior parte dos componentes originais. Tivesse sido planejadodos componentes originais. Tivesse sido planejado para uma vida de 19 anos, e o sistema representaria um caso muito ruim de para uma vida de 19 anos, e o sistema representaria um caso muito ruim de su

supeperdrdimimenensisiononamamenentoto. . ApApesesar ar de de hahavever r memercrcadado o papara ra eqequiuipapamementntoo tra

transpnsportortadoador r usausado, do, é é um um memercarcado do muimuito to resrestrittrito. o. Por Por ississo, o, é é impimportortantantee acoplar a qualidade do equipamento ao tempo de

acoplar a qualidade do equipamento ao tempo de uso esperado.uso esperado. Os

Os custos comparativoscustos comparativos dos sistemas transportadores só podem ser dos sistemas transportadores só podem ser bas

baseaeados dos no no estestudo udo de de proprobleblemas mas esespecpecíficíficos. os. Por Por exeexemplomplo, , é é pospossívsívelel conseguir transportadores de correia numa faixa de qualidade que faz o melhor conseguir transportadores de correia numa faixa de qualidade que faz o melhor deles, três vezes mais caro que o pior. O custo é influenciado pela qualidade deles, três vezes mais caro que o pior. O custo é influenciado pela qualidade dos rolamentos, pela espessura das chapas, pelo diâmetro dos roletes e pela dos rolamentos, pela espessura das chapas, pelo diâmetro dos roletes e pela fa

facicililidadade de de de mamanunutetençnção ão e e de de rerepaparoro. . PoPor r isissoso, , é é nenececessssárário io fafazezer r co

compmpararaçaçõeões s de de cucuststo, o, na na babase se de de umuma a ininveveststigigaçação ão papartrticiculaular r de de cacadada aplicação específica do equipamento. (PERRY, 1980)

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2. Dispositivos arrastadores

Nos transportadores deste tipo, o sólido é arrastado em calhas ou dutos. Nos transportadores deste tipo, o sólido é arrastado em calhas ou dutos. De um modo geral, os dispositivos arrastadores são de menor custo inicial De um modo geral, os dispositivos arrastadores são de menor custo inicial re

relalativtivamamenente te aoaos s cacarrerregagadodoreres. s. AlAlém ém didisssso, o, apapliclicamam-s-se e mumuitito o bebem m aoao transporte inclinado, podendo chegar a 45°. Em contraposição, o custo de transporte inclinado, podendo chegar a 45°. Em contraposição, o custo de ma

manunutetençnção ão é é mamais is elelevevadado, o, em em vivirtrtudude e do do mamaioior r dedesgsgasaste te sosofrfridido o pepelolo equipamento. Não obstante, em muitas situações, o emprego de dispositivos equipamento. Não obstante, em muitas situações, o emprego de dispositivos arrastadores é recomendável na indústria de processo por atender melhor às arrastadores é recomendável na indústria de processo por atender melhor às condições particulares da aplicação envolvida ou às propriedades dos materiais condições particulares da aplicação envolvida ou às propriedades dos materiais tra

transpnsportortadoados. s. DisDispospositivitivos os desdeste te tiptipo o resresolvolvem em algalguns uns dodos s proprobleblemas mas dede transporte mais difíceis da indústria química. Os dois transportadores mais transporte mais difíceis da indústria química. Os dois transportadores mais importantes desta classe são: o de calha e o helicoidal. (GOMIDE, 1983)

importantes desta classe são: o de calha e o helicoidal. (GOMIDE, 1983) 2.1 Transportador de calha

2.1 Transportador de calha É

É o o mamais is sisimpmpleles s e e o o mamais is babararato to dodos s trtrananspsporortatadodoreres s de de sósólidlidosos,, aplicando-se a uma variedade de materiais e situações. Em virtude do custo de aplicando-se a uma variedade de materiais e situações. Em virtude do custo de man

manuteutençãnção o eleelevadvado o e e da da gragrande nde potpotêncência ia conconsumsumidaida, , esteste e tratranspnsportortadoador r aplica-se, de preferência, ao transporte curto. Adapta-se melhor ao transporte aplica-se, de preferência, ao transporte curto. Adapta-se melhor ao transporte inclinado que o de correias.

inclinado que o de correias. (GOMIDE ,1983)(GOMIDE ,1983)..

Podem variar conforme o tipo de dispositivo de arraste montado sobre a Podem variar conforme o tipo de dispositivo de arraste montado sobre a cor

correnrente: te: páspás, , ganganchochos, s, forforquiquilhalhas. s. A A cacalha lha popode de ser ser fecfechahada da ou ou abeabertarta,, pod

podendendo o ter ter divdiversersos os ponpontos tos de de cacargargas s e e dedescascargargas s (co(confonforme rme o o tiptipo o dede transportador). Podem ser montados em circuitos fechados, como elevadores, transportador). Podem ser montados em circuitos fechados, como elevadores, transporte horizontal, etc. O retorno da corrente é feito através de trilhos, transporte horizontal, etc. O retorno da corrente é feito através de trilhos, colocados na parte superior da caixa, como na

colocados na parte superior da caixa, como na Figura 1. Podem comportar doisFigura 1. Podem comportar dois fluxos de material e, ainda, serem móveis ou fixos. (PROMAC)

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Figura 1. Transportador de calha Figura 1. Transportador de calha

Fonte: Promac Fonte: Promac

Consta de uma calha de madeira ou aço, no interior da qual algumas Consta de uma calha de madeira ou aço, no interior da qual algumas raspadeiras se movimentam e arrastam consigo o sólido a transportar. Nas raspadeiras se movimentam e arrastam consigo o sólido a transportar. Nas instalações mais simples, tanto a calha como as raspadeiras são de madeira. instalações mais simples, tanto a calha como as raspadeiras são de madeira. As

As raspadeiras raspadeiras são são presas presas à à correntes correntes com com orelhas orelhas verticais, verticais, Figura Figura 2-a. 2-a. EmEm instalações melhores, as calhas e as raspadeiras são de aço. Os tipos mais instalações melhores, as calhas e as raspadeiras são de aço. Os tipos mais caros de transportadores deste gênero são feitos com raspadeiras presas a caros de transportadores deste gênero são feitos com raspadeiras presas a eixos que se apóiam em rolamentos, Figura 2-b.

eixos que se apóiam em rolamentos, Figura 2-b. (GOMIDE ,1983)(GOMIDE ,1983)

Figura 2. Transportadores de calha Figura 2. Transportadores de calha

Fonte: Gomide, 1983 Fonte: Gomide, 1983

Algumas

Algumas instalações instalações são são feitas feitas com com a a calha calha transportadora transportadora por por cima,cima, sendo o retorno por baixo, porém, neste caso, a corrente trabalhará dentro do sendo o retorno por baixo, porém, neste caso, a corrente trabalhará dentro do material transportado. Isto pode ser feito no caso de materiais como serragem material transportado. Isto pode ser feito no caso de materiais como serragem ou cavaco de madeira, que não danifiquem ou afetem o funcionamento da ou cavaco de madeira, que não danifiquem ou afetem o funcionamento da corrente. Em outras situações, prefere-se fazer o inverso, ou seja, colocar a corrente. Em outras situações, prefere-se fazer o inverso, ou seja, colocar a calha transportadora embaixo e fazer o retorno por cima. Um tipo especial de calha transportadora embaixo e fazer o retorno por cima. Um tipo especial de transportador de calha é o transportador com raspadeiras de esqueleto, Figura transportador de calha é o transportador com raspadeiras de esqueleto, Figura 3, que são vazadas, com a forma de L ou U. O material move-se em massa no 3, que são vazadas, com a forma de L ou U. O material move-se em massa no

(11)

int

interierior or da da cacalhalha. . Os Os tratranspnsportortadoadores res de de esesquequeletleto o apaplicalicam-sm-se e quaquando ndo asas pa

partrtícuículalas s do do mamateteriarial l se se tratravavam m mumututuamamenente te dudurarantnte e o o trtrananspsporortete. . SãSãoo va

vantntajajososos os ququananto to à à ececononomomia ia de de ininststalalaçação ão e e enenerergigia, a, em em vivirtrtudude e dada eliminação de uma boa parte

eliminação de uma boa parte do peso morto das raspadeirasdo peso morto das raspadeiras (GOMIDE, 1983)(GOMIDE, 1983)..

Figura 3.

Figura 3. Transportador de esqueletoTransportador de esqueleto

Utilizados para transporte de granéis (cereais, cimento, areia, açúcar) Utilizados para transporte de granéis (cereais, cimento, areia, açúcar) on

onde de hahaja ja nenececessssididadade e de de elelevevaçação ão (n(não ão obobririgagatotoririamamenentete), ), ou ou auauto to--alimentação, movimentando materiais por não mais de poucas dezenas de alimentação, movimentando materiais por não mais de poucas dezenas de metros. Assim, alguns são utilizados em armazéns ou entrepostos, onde haja metros. Assim, alguns são utilizados em armazéns ou entrepostos, onde haja necessidade de fluxo, e outros onde seja necessário evitar poeira ou emissão necessidade de fluxo, e outros onde seja necessário evitar poeira ou emissão de gases do material transportado. Outros ainda onde haja diversos pontos de de gases do material transportado. Outros ainda onde haja diversos pontos de embalagem. Podem movimentar materiais em seu ramo superior e inferior, pois embalagem. Podem movimentar materiais em seu ramo superior e inferior, pois um mesmo transportador pode trabalhar simultaneamente dois tipos diferentes um mesmo transportador pode trabalhar simultaneamente dois tipos diferentes de materiais, em sentidos opostos, desde que sejam evitados problemas de de materiais, em sentidos opostos, desde que sejam evitados problemas de contaminação. (Promac)

contaminação. (Promac)

Os domínios de aplicação deste transportador são bastante variados, Os domínios de aplicação deste transportador são bastante variados, des

desde de as as lavlavandanderierias as indindustustriariais, is, indindústústria ria metmetalúalúrgicrgica, a, madmadeireira, a, linlinhahas s dede mo

montntagagem em e e emembabalalagegem, m, lilinhnhas as de de pipintnturura a e e lalacacagegem m e e ininststalalaçaçõeões s dede vitrificação. (FIMEL)

vitrificação. (FIMEL)

Quando fechados, evitam a contaminação do ambiente ou do material. Quando fechados, evitam a contaminação do ambiente ou do material. Por sua facilidade de

Por sua facilidade de fazer curvas e efazer curvas e elevações, dão flexibilidade levações, dão flexibilidade ao layout. ao layout. SãoSão alimentadores, têm grande capacidade de fluxo, resistência a abrasão e a altas alimentadores, têm grande capacidade de fluxo, resistência a abrasão e a altas temperaturas. (Promac).

(12)

2.1.1 Dimensionamento

Os problemas do dimensionamento consistem na escolha das dimensões Os problemas do dimensionamento consistem na escolha das dimensões do transportador, capazes de propiciar a capacidade desejada e o cálculo da do transportador, capazes de propiciar a capacidade desejada e o cálculo da potência consumida.

potência consumida. (GOMIDE ,1983)(GOMIDE ,1983)

2.1.1.1 Dimensões 2.1.1.1 Dimensões

Para materiais de densidade 0,8 t/m³, transportados na horizontal, a Para materiais de densidade 0,8 t/m³, transportados na horizontal, a Tab

Tabela ela 1 1 podpode e seser r utiutilizalizada da papara ra dimdimensensionionameamentonto. . A A disdistântância cia enentre tre asas ra

raspspadadeieiraras s teterá rá quque e seser r adadototadada. a. PaPara ra trtrananspsporortatadodoreres s quque e dedeveverãrãoo transportar materiais com densidade diferente de 0,8 t/m³, a capacidade será transportar materiais com densidade diferente de 0,8 t/m³, a capacidade será pro

proporporciocional nal à à dendensidsidadade. e. A A velvelociocidaddade e do do tratranspnsportortadoador r é é gergeralmalmentente e 3030 m/min. Valores recomendados encontram-se na Tabela 2. Se o transportador m/min. Valores recomendados encontram-se na Tabela 2. Se o transportador fo

for r ininclclinainadodo, , susua a cacapapacicidadade de cacairá irá na na prpropopororçãção o inindicdicadada a na na TaTabebela la 2.2.

(GOMIDE, 1983) (GOMIDE, 1983)

Tabela 1. Para materiais de densidade 0,8 t/m³ Tabela 1. Para materiais de densidade 0,8 t/m³

Dimensões das raspadeiras Dimensões das raspadeiras

altura x largura (cm) altura x largura (cm)

P = peso nominal por P = peso nominal por compartimento (kg) compartimento (kg) 1100 xx 2255 77 1100 xx 3300 99 1122 xx 3300 1111 1122 xx 4400 1144 1155 xx 4455 1199 2200 xx 4455 2277 2200 xx 5500 3322 2200 xx 6600 4411 2255 xx 6600 5522 Fonte: GOMIDE, 1983 Fonte: GOMIDE, 1983

Tabela 2. Ângulo de inclinação com a horizontal e fração da capacidade máxima Tabela 2. Ângulo de inclinação com a horizontal e fração da capacidade máxima

α = ângulo de inclinação com a α = ângulo de inclinação com a

horizontal horizontal p = fração da capacidade p = fração da capacidade máxima máxima 2200°° 00,,7777 3300°° 00,,5555 4400°° 00,,3333 Fonte: GOMIDE, 1983 Fonte: GOMIDE, 1983

(13)

Sejam: Sejam:

L = comprimento útil do transportador (m) L = comprimento útil do transportador (m) V = velocidade de transporte (m/min)

V = velocidade de transporte (m/min) C = capacidade de projeto (t/h)

C = capacidade de projeto (t/h) α = densidade do material (t/m³) α = densidade do material (t/m³) D

D = = didiststânâncicia a enentrtre e duduas as raraspspadadeieiraras s susucecessssivivas as (m(m). ). AdAdotota-a-sese geralmente 30, 40, 50 ou 60 cm

geralmente 30, 40, 50 ou 60 cm

p= fração da capacidade máxima para transporte com inclinação α em p= fração da capacidade máxima para transporte com inclinação α em relação à horizontal (Tabela 2)

relação à horizontal (Tabela 2)

P = o peso nominal do sólido por compartimento (kg). P = o peso nominal do sólido por compartimento (kg). Pode-se escrever: Pode-se escrever: tempo de transporte = tempo de transporte = V V L L .. 60 60 horashoras

peso em kg de sólidos sobre o transportador = peso em kg de sólidos sobre o transportador =

V V L L C C .. 60 60 .. .. 1000 1000

número de compartimentos em transporte = número de compartimentos em transporte =

D D L L

peso real por compartilhamento = peso real por compartilhamento =

V V D D C C .. 60 60 .. .. 1000 1000 kg kg P = peso nominal por compartilhamento =

P = peso nominal por compartilhamento =

p p V V D D C C .. .. 60 60 .. .. 1000 1000 .. 88 ,, 00 ρ ρ kgkg Ou seja, Ou seja, p p V V D D C C P P .. .. .. .. 33 33 ,, 13 13 ρ ρ

==

As

As velocidades velocidades econômicas econômicas para para diversos diversos materiais materiais são são as as seguintesseguintes (Tabela 3)

(Tabela 3) (GOMIDE, 1983)(GOMIDE, 1983)::

Tabela 3. Valores das velocidades econômicas para diversos materiais em metros por Tabela 3. Valores das velocidades econômicas para diversos materiais em metros por minuto

minuto

M

Maatteerriiaall V V (m/min) (m/min) P Peeddrra a ppaarrttiiddaa 3388 C Cooqquuee 3300 C Caarrvvããoo 3388 C Ciinnzzaass 4455 C

Caal l e e cciimmeennttoo 4455 M

Miinnéérriiooss 5533 P

(14)

C

Caarrvvãão o ffiinnoo 6600

Uma segunda expressão empírica é a seguinte (segundo Liddel): Uma segunda expressão empírica é a seguinte (segundo Liddel):

p p V V D D C C S S .. .. .. .. 44 ,, 44 ρ ρ

==

onde: onde: C = capacidade (t/h) C = capacidade (t/h) S = área da raspadeira (cm²) S = área da raspadeira (cm²) V = velocidade (m/min) V = velocidade (m/min) ρ = densidade (t/m³) ρ = densidade (t/m³)

D = distância entre as raspadeiras (cm). Geralmente entre 30 e 60 cm. D = distância entre as raspadeiras (cm). Geralmente entre 30 e 60 cm. p

p = = fraçãfração o da capacidda capacidade máxima a ade máxima a ser utilizada pelas calhas inclinaser utilizada pelas calhas inclinadasdas (Tabela 2). (GOMIDE, 1983)

(Tabela 2). (GOMIDE, 1983)

2.1.2 Potência consumida:

Lid

Liddel del recrecomeomenda nda a a segseguinuinte te exexprepressãssão o parpara a calcalculcular ar o o coconsunsumo mo dede energia de transportadores de calhas:

energia de transportadores de calhas:

300 300 H H C C L L C C K K P P

==

⋅⋅

++

⋅⋅

K = constante entre 0,780, para raspadeiras montadas em roldanas e K = constante entre 0,780, para raspadeiras montadas em roldanas e 0,933 para raspadeiras montadas em sapatas.

0,933 para raspadeiras montadas em sapatas. L = o comprimento do transportador (m) L = o comprimento do transportador (m) C = a capacidade em (t/h) C = a capacidade em (t/h) H H = = a a elevação elevação (m).(m). A potência instalada deve

A potência instalada deverá ser 20% maior. (GOMIDE, 1983)rá ser 20% maior. (GOMIDE, 1983) 2.2 Transportador helicoidal

2.2 Transportador helicoidal

É este um dos tipos mais antigos e versáteis. Consiste num helicóide É este um dos tipos mais antigos e versáteis. Consiste num helicóide (barra achatada de aço enrolada ao modo de uma hélice) ou em diversas (barra achatada de aço enrolada ao modo de uma hélice) ou em diversas seções helicoidais (formadas a partir duma chapa plana convenientemente seções helicoidais (formadas a partir duma chapa plana convenientemente co

(15)

semicilíndrica, ou cilíndrica. A potência motriz é transmitida através do eixo e semicilíndrica, ou cilíndrica. A potência motriz é transmitida através do eixo e está limitada pelo tamanho permissível desta peça. A capacidade é, em geral, está limitada pelo tamanho permissível desta peça. A capacidade é, em geral, restrita ao máximo de uns 10.000 pés cúbicos por hora. (PERRY, 1980)

restrita ao máximo de uns 10.000 pés cúbicos por hora. (PERRY, 1980) A

A inclinação inclinação é é geralmente geralmente limitada limitada a a 10 10 ou ou 15°, 15°, porém porém se se a a calha calha for for fechada, pode funcionar até como dispositivo elevador. O consumo de energia fechada, pode funcionar até como dispositivo elevador. O consumo de energia é relativamente elevado, mas para pequenas distâncias este fator é irrelevante. é relativamente elevado, mas para pequenas distâncias este fator é irrelevante. (GOMIDE, 1983)

(GOMIDE, 1983)

No caso mais simples a calha é de chapa metálica pregada diretamente No caso mais simples a calha é de chapa metálica pregada diretamente em peças de madeira com recortes de

em peças de madeira com recortes de secção semi-circular. Nos equipamentossecção semi-circular. Nos equipamentos melhores a calha é de chapa de aço soldada em estrutura metálica. A calha melhores a calha é de chapa de aço soldada em estrutura metálica. A calha também pode ser feita de plástico (PVC, fiberglass) ou madeira. (GOMIDE, também pode ser feita de plástico (PVC, fiberglass) ou madeira. (GOMIDE, 1983)

1983)

Da análise das características dos transportadores mecânicos podemos Da análise das características dos transportadores mecânicos podemos en

encocontntrarar r um um asaspepectcto o de de didifefererencnciaçiação ão enentrtre e eleleses, , no no quque e se se rerefefere re aoao mov

movimeimento nto relrelatiativo. vo. O O tratranspnsportortadoador r helhelicoicoidaidal l é é um um dos dos que que aprapreseesentantamm movimento relativo entre o material e sua estrutura. (SACRAMENTO)

movimento relativo entre o material e sua estrutura. (SACRAMENTO) Em

Em umuma a coconfnfigigururaçação ão bábásisicaca, , popodedemomos s dedetetermirminanar r os os seseguguinintetess componentes de um TH, além do

componentes de um TH, além do conjunto de acionamento:conjunto de acionamento:

Figura 4. Partes do transportador helicoidal Figura 4. Partes do transportador helicoidal

Fonte: SACRAMENTO Fonte: SACRAMENTO

A = Hélice ou helicóide; A = Hélice ou helicóide;

B = Componentes de travamento e

B = Componentes de travamento e segurança;segurança; C = Mancais intermediários;

(16)

D = Tampas de

D = Tampas de fechamento;fechamento;

E = Calha limitadora de carga (carcaça) e boca de entrada; E = Calha limitadora de carga (carcaça) e boca de entrada; F = Flange de fixação; F = Flange de fixação; G = Boca de descarga; G = Boca de descarga; H = Suporte de fixação; H = Suporte de fixação; Carcaça:

Carcaça: Pode ser classificada como sendo aberta ou fechada e dentre estesPode ser classificada como sendo aberta ou fechada e dentre estes as seguintes características:

as seguintes características:

Carca

Carcaça ça com com jaquejaquetametamentonto – – é é utilizada utilizada nos nos transportadores transportadores onde onde sejaseja

necessário o resfriamento ou aquecimento do material transportado, através da necessário o resfriamento ou aquecimento do material transportado, através da passagem de fluidos em uma câmara intermediária

passagem de fluidos em uma câmara intermediária na carcaça;na carcaça;

Figura 5. Carcaça com

Figura 5. Carcaça com jaqueteamentojaqueteamento

Carcaça com chuveiro

Carcaça com chuveiro – – é é utilizada utilizada onde onde seja seja necessário necessário agregar agregar líquido líquido aoao

material. material.

Hélice (helicóide):

Hélice (helicóide): Pode ser encontrado em diferentes formatos a Pode ser encontrado em diferentes formatos a depender dadepender da ut

utililizizaçação ão do do trtrananspsporortatadodor r e e da da nenececessssididadade e de de atatuauar r sosobrbre e o o mamateteriariall transportado. Deve se analisar o sentido de giro do transportador se transportado. Deve se analisar o sentido de giro do transportador se anti-horário ou anti-horário e determinar uma folga entre 3 e 8 mm entre a carcaça e o horário ou horário e determinar uma folga entre 3 e 8 mm entre a carcaça e o helicóide.

(17)

Figura 6. Helicóides com entradas diferentes Figura 6. Helicóides com entradas diferentes

Deste modo, encontramos os seguintes tipos principais: Deste modo, encontramos os seguintes tipos principais:

Hélice simples

Hélice simples – – pode pode ser ser encontrado encontrado em em passos passos diferentes diferentes a a depender depender dodo

fluxo de material desejado; fluxo de material desejado;

Figura 7. Hélice simples Figura 7. Hélice simples

Hé

Hélilice ce cocom m dedentnteses – – utilizado utilizado para para transporte transporte onde onde seja seja necessárionecessário

principalmente desagregar os componentes do material transportado, como a principalmente desagregar os componentes do material transportado, como a remoção de detritos e partículas que

remoção de detritos e partículas que são movidos junto a grãos de são movidos junto a grãos de cereais;cereais;

Figura 8. Hélice com dentes Figura 8. Hélice com dentes

(18)

Hélice com pás

Hélice com pás – – utilizado utilizado para para transporte transporte onde onde seja seja necessário necessário misturar misturar osos

materiais transportados, podendo-se regular o trabalho das pás, para obter materiais transportados, podendo-se regular o trabalho das pás, para obter vários graus diferentes de mistura;

vários graus diferentes de mistura;

Figura 9. Hélice com pás Figura 9. Hélice com pás

Hélice em fita simples ou múltiplas

Hélice em fita simples ou múltiplas – utilizado para transporte – utilizado para transporte de materiais de materiais queque

apresentem características viscosas ou pegajosas, com a tendência de aderir apresentem características viscosas ou pegajosas, com a tendência de aderir às paredes do transportador;

às paredes do transportador;

Figura 10. Hélice em fitas múltiplas Figura 10. Hélice em fitas múltiplas

Figura 11. Hélice em fitas simples Figura 11. Hélice em fitas simples

Além da capacidade de transpo

Além da capacidade de transporte, os transportadores helicoidais podemrte, os transportadores helicoidais podem ser adaptados a uma grande variedade de

ser adaptados a uma grande variedade de operações de processamento.operações de processamento. Pode-se conseguir quase que qualquer grau de mistura mediante cortes, ou Pode-se conseguir quase que qualquer grau de mistura mediante cortes, ou cortes e dobras, no helicóide, ou pela substituição de algumas seções por uma cortes e dobras, no helicóide, ou pela substituição de algumas seções por uma série de pás e aletas. Com as seções na forma de fitas é possível manipular série de pás e aletas. Com as seções na forma de fitas é possível manipular material pegajoso. Com as seções de passo variável, quer em diminuendo, material pegajoso. Com as seções de passo variável, quer em diminuendo, quer em crescendo, consegue-se excelente controle da alimentação, ou da quer em crescendo, consegue-se excelente controle da alimentação, ou da velocidade de transporte, nos sistemas em que há exigência de taxas bem velocidade de transporte, nos sistemas em que há exigência de taxas bem

(19)

pequeno passo; os parafusos duplos de passo curto impedem eficazmente a pequeno passo; os parafusos duplos de passo curto impedem eficazmente a ação de retorno. Além de grande variedade de projetos e de desenhos dos ação de retorno. Além de grande variedade de projetos e de desenhos dos componentes, os transportadores helicoidais podem ser fabricados numa larga componentes, os transportadores helicoidais podem ser fabricados numa larga variedade de materiais, indo desde o ferro fundido até o aço inoxidável. (Perry, variedade de materiais, indo desde o ferro fundido até o aço inoxidável. (Perry, 1980)

1980)

Com a hélice oca e tubos para circulação de fluidos quentes ou frios, o Com a hélice oca e tubos para circulação de fluidos quentes ou frios, o transportador pode ser usado para aquecimento, resfriamento ou secagem. transportador pode ser usado para aquecimento, resfriamento ou secagem. Também se podem usar camisas apropriadas com os mesmos objetivos. Como Também se podem usar camisas apropriadas com os mesmos objetivos. Como é relativamente fácil selar o transportador helicoidal e isolá-lo da atmosfera é relativamente fácil selar o transportador helicoidal e isolá-lo da atmosfera ambiente, é possível operá-lo ao relento, sem proteção especial. Na verdade, ambiente, é possível operá-lo ao relento, sem proteção especial. Na verdade, ele pode ser vedado de modo a operar na sua própria atmosfera, sob pressão ele pode ser vedado de modo a operar na sua própria atmosfera, sob pressão po

posisititiva va ou ou nenegagatitivava: : o o rereveveststimimenento to popode de seser r isisololadado o papara ra mamantnter er aa temperatura interna constante em regiões de temperatura ambiente alta ou temperatura interna constante em regiões de temperatura ambiente alta ou baixa. Uma outra vantagem está no fundo removível que pode ser adaptado ao baixa. Uma outra vantagem está no fundo removível que pode ser adaptado ao revestimento, o que facilita sobremaneira a limpeza para evitar contaminações, revestimento, o que facilita sobremaneira a limpeza para evitar contaminações, quando diferentes substâncias passam pelo mesmo sistema. (Perry, 1980) quando diferentes substâncias passam pelo mesmo sistema. (Perry, 1980)

O

O trantransporsportadotador r helihelicoidcoidal al tambtambém ém pospossui sui algalgumas umas outroutras as vanvantagetagens, ns, taistais como:

como:

••

Transporte de um grande gama de produtos Transporte de um grande gama de produtos granulados.granulados.

••

Manutenção simples, reposição não dispendiosa.Manutenção simples, reposição não dispendiosa.

••

Instalação versátil e Instalação versátil e econômica.econômica.

••

Baixo custo operacional.Baixo custo operacional.

••

Podem ser carregados e descarregados em diversos pontos.Podem ser carregados e descarregados em diversos pontos.

••

Podem transportar em direções opostas a partir de um ponto de cargaPodem transportar em direções opostas a partir de um ponto de carga central. (Carlos Becker)

central. (Carlos Becker)

A movimentação das partículas não é feita por arraste diretamente sobre A movimentação das partículas não é feita por arraste diretamente sobre a calha, mas a uma altura onde a força exercida por atrito pela helicóide a calha, mas a uma altura onde a força exercida por atrito pela helicóide co

contntrarababalalançnça a o o pepeso so dadas s papartírtícuculalas. s. O O atatririto to inintetergrgraranunulalar r evevita ita quque e asas partículas retornem ao nível mais baixo no interior da calha. O comprimento partículas retornem ao nível mais baixo no interior da calha. O comprimento máximo de uma secção é limitado pelo torque máximo disponível no eixo e máximo de uma secção é limitado pelo torque máximo disponível no eixo e uniões. O torque pode ser

uniões. O torque pode ser calculado em função da potência e da calculado em função da potência e da rotação:rotação:

N N P P T T

==

725725

⋅⋅

(GOMIDE ,1983) (GOMIDE ,1983)

(20)

2.2.1 Dimensionamento

Os

Os prproboblelemamas s mamais is imimpoportrtanantetes s de de prprojojeteto o sãsão o dedetetermirminanaçãção o dodo tamanho e número de rotações da helicóide e o cálculo do consumo de tamanho e número de rotações da helicóide e o cálculo do consumo de energia. Quatro procedimentos de

energia. Quatro procedimentos de cálculo serão apresentados.cálculo serão apresentados. (GOMIDE ,1983)(GOMIDE ,1983)

2.2.1.1 Método 01 2.2.1.1 Método 01

Um

Um métmétododo o impimportortantante e de de dimdimenensiosionamnamentento o coconsinsiste ste em em claclassissificficar ar inicia

inicialmentlmente e o o matematerial numa rial numa das cinco classes descrdas cinco classes descrita a ita a seguseguir. A ir. A cada umacada uma corresponde a um fator F que servirá para calcular a potência consumida corresponde a um fator F que servirá para calcular a potência consumida (GOMIDE, 1983).

(GOMIDE, 1983).

Classe a.

Classe a. Inclui materiais finos, leves, não abrasivos e de escoamentoInclui materiais finos, leves, não abrasivos e de escoamento

fácil. A densidade está entre 0,5 e 0,6 toneladas por metro cúbico para estes fácil. A densidade está entre 0,5 e 0,6 toneladas por metro cúbico para estes materiais, F=0,4. Exemplos: carvão moído, caroço de algodão, milho, trigo, materiais, F=0,4. Exemplos: carvão moído, caroço de algodão, milho, trigo, cevada, arroz, malte, cal em pó, farinha e linhaça.

cevada, arroz, malte, cal em pó, farinha e linhaça.

Classe b.

Classe b. Materiais não abrasivos de densidade média, até 0,8 toneladasMateriais não abrasivos de densidade média, até 0,8 toneladas

por metro cúbico, em grãos pequenos misturados com finos. F=0,6. Exemplos: por metro cúbico, em grãos pequenos misturados com finos. F=0,6. Exemplos: alumen fino, pó de carvão, grafite em flocos, cal hidratada, café, cacau, soja, alumen fino, pó de carvão, grafite em flocos, cal hidratada, café, cacau, soja, milho em grãos, farelo e gelatina em grãos.

milho em grãos, farelo e gelatina em grãos.

Classe c.

Classe c. Materiais semi-abrasivos em grãos pequenos misturados comMateriais semi-abrasivos em grãos pequenos misturados com

finos, densidade entre 0,6 e 1,12 toneladas por metro cúbico. F=1,0. Exemplos: finos, densidade entre 0,6 e 1,12 toneladas por metro cúbico. F=1,0. Exemplos: alúmem em pedras, bórax, carvão grosso, linhito, cinzas, sal grosso, barrilha, alúmem em pedras, bórax, carvão grosso, linhito, cinzas, sal grosso, barrilha, lama sanitária, sabão em pó, cevada úmida, amido, açúcar refinado, cortiça lama sanitária, sabão em pó, cevada úmida, amido, açúcar refinado, cortiça moída, leite em pó e polpa de celulose.

moída, leite em pó e polpa de celulose.

Classe d.

Classe d. Materiais semi-abrasivos ou abrasivos, finos, granulares, ou emMateriais semi-abrasivos ou abrasivos, finos, granulares, ou em

pedaços misturados com finos, densidade entre 0,8 e 1,6 toneladas por metro pedaços misturados com finos, densidade entre 0,8 e 1,6 toneladas por metro cúbico. F=1 a 2, conforme indicado a seguir. Exemplos: bauxita (1,8), negro cúbico. F=1 a 2, conforme indicado a seguir. Exemplos: bauxita (1,8), negro fumo (1,6), cimento (1,4), giz (1,4), gesso (1,6), argila (2,0), fluorita (2,0), óxido fumo (1,6), cimento (1,4), giz (1,4), gesso (1,6), argila (2,0), fluorita (2,0), óxido de chumbo (1,0), cal em pedra (1,3), calcário (1,6), fosfato ácido com 7% de de chumbo (1,0), cal em pedra (1,3), calcário (1,6), fosfato ácido com 7% de umidade (1,4), areia seca (2,0), xisto britado (1,8) e açúcar mascavo (1,8).

umidade (1,4), areia seca (2,0), xisto britado (1,8) e açúcar mascavo (1,8).

Cl

Clasasse se e.e. MaMateteriariais is ababrarasisivovos s de de esescocoamamenento to didifífícicil. l. PaPara ra fifins ns dede

dimensionamentos utiliza-se 50% da capacidade dada na Figura 15 limita-se a dimensionamentos utiliza-se 50% da capacidade dada na Figura 15 limita-se a velocidade a 40 rpm. Em outras palavras, entra-se na figura para materiais de velocidade a 40 rpm. Em outras palavras, entra-se na figura para materiais de

(21)

classe d com o dobro da capacidade do projeto. F conforme indicado: cinzas classe d com o dobro da capacidade do projeto. F conforme indicado: cinzas (4), fuligem (3,5) quartzo em pó (2,5), areia

(4), fuligem (3,5) quartzo em pó (2,5), areia e sílica (2,0).e sílica (2,0). (GOMIDE, 1983)(GOMIDE, 1983)..

Classificado o material, utiliza-se o gráfico correspondente das Figuras Classificado o material, utiliza-se o gráfico correspondente das Figuras 12

12, , 1313, , 14 14 e e 15 15 e e dedetetermrminina-a-se se o o didiâmâmetetro ro do do hehelilicócóidide e eem m fufunçnção ão dada capacidade volumétrica em metros cúbicos por hora e da rotação apropriada, capacidade volumétrica em metros cúbicos por hora e da rotação apropriada, contudo sem ultrapassar o valor máximo recomendado em

contudo sem ultrapassar o valor máximo recomendado em casa caso.casa caso. A

A capacidade capacidade do do transportador transportador diminui diminui com com a a inclinação, inclinação, conformeconforme indicado na Figura 16. Uma vez obtido

indicado na Figura 16. Uma vez obtido dessa figura o fator de redução devido àdessa figura o fator de redução devido à inclinação (p), deve-se entrar nas Figuras 12, 13, 14 e 15 com a capacidade inclinação (p), deve-se entrar nas Figuras 12, 13, 14 e 15 com a capacidade nominal

nominal(GOMIDE, 1983)(GOMIDE, 1983)..

p p Q Q Q Q_N_N

==

A potência consumida é ca

A potência consumida é calculada pelas seguintelculada pelas seguintes expressões:s expressões:













⋅⋅

₊₊

⋅⋅

==

152 152 273 273 H H F F L L Q Q P P _ρ_ρ Ou Ou













⋅⋅

₊₊

⋅⋅

==

152 152 273 273 H H F F L L C C P P Figura 12. Carta

Figura 12. Carta para dimensionar transportadores helicoidaispara dimensionar transportadores helicoidais

Fonte: GOMIDE, 1983 Fonte: GOMIDE, 1983

(22)

Figura 13. Carta

Figura 14. Carta

(23)

Figura 15. Carta

Figura 16. Fator de redução devido à inclinação Figura 16. Fator de redução devido à inclinação

Fonte: GOMIDE, 1983 Fonte: GOMIDE, 1983 Onde: Onde: Q= capacidade volumétrica (m³/h) Q= capacidade volumétrica (m³/h) C= capacidade (t/h) C= capacidade (t/h)

ρ = densidade aparente do sólido (t/m³) ρ = densidade aparente do sólido (t/m³)

L= comprimento do transportador (m). Se for maior que 30 m, deve-se L= comprimento do transportador (m). Se for maior que 30 m, deve-se acrescentar 10 a 15% ao

acrescentar 10 a 15% ao resultadoresultado H= elevação (m)

H= elevação (m)

P= potência consumida (HP). Se o resultado for menor que 2 HP, deve-se P= potência consumida (HP). Se o resultado for menor que 2 HP, deve-se multiplicar por 2 e, se for i

(24)

Qu

Quanando do o o cacarrerregagamemento nto fofor r fefeito ito popor r grgravavididadade, e, a a papartrtir ir de de um um sisilolo,, acrescenta-se ½ a 1 HP

acrescenta-se ½ a 1 HP ao valor obtido com as ao valor obtido com as expressões acima.expressões acima.

2.2.1.2 Método 02 2.2.1.2 Método 02

U

Um m sesegugundndo o mémétotodo do de de didimemensnsioionanamementnto o dedefifine ne ininiciciaialmlmenente te aa vel

velociocidaddade e ececonôonômica mica de de tratranspnsportorte e em em funfunção ção do do diâdiâmetmetro ro da da helhelicóicóideide.. Escolhido o diâmetro, fica definida a rotação econômica de acordo com a Escolhido o diâmetro, fica definida a rotação econômica de acordo com a Tabela 4

Tabela 4..

Tabela 4. Rotação econômica Tabela 4. Rotação econômica

D(m) D(m) 00,,1100 00,,1155 00,,2200 00,,2255 00,,3300 00,,3355 00,,4400 00,,4455 00,,5500 00,,6600 N(rpm) N(rpm) 223300 220000 117755 116600 115500 114400 113333 112277 112222 111133 Fonte: GOMIDE, 1983 Fonte: GOMIDE, 1983 As

As rotações rotações indicadas indicadas na na Tabela Tabela 44 sãsão o bebem m mamaioioreres s do do quque e aass recomendadas pelas Figuras 12, 13, 14 e 15. Observa-se também que esta recomendadas pelas Figuras 12, 13, 14 e 15. Observa-se também que esta ccoorrrreelalaççãão o nnãão o lelevva a eem m ccoonntta a aas s ccaarraacctteeríríssttiiccaas s ddo o mmaatteeririaal. l. OO dimensionamento deverá ser feito por tentativas até ser obtido da tabela o par dimensionamento deverá ser feito por tentativas até ser obtido da tabela o par de valores que dê a capacidade desejada através da correlação empírica de valores que dê a capacidade desejada através da correlação empírica seguinte: seguinte: N N D D C C ₌₌₁₂₁₂_,,₃₃_⋅⋅ 33_⋅⋅_ρ_ρ_⋅⋅ C= capacidade (t/h) C= capacidade (t/h) D= diâmetro da helicóide (m) D= diâmetro da helicóide (m) ρ = densidade aparente (t/m³) ρ = densidade aparente (t/m³) N= rotação (rpm) N= rotação (rpm) A

A fim fim de de evitar evitar o o cálculo cálculo por por tentativas, tentativas, pode-se pode-se utilizar utilizar a a seguinteseguinte expressão aproximada obtida com os dados da Tabela 4:

expressão aproximada obtida com os dados da Tabela 4:

4 4 ,, 0 0 2 2 ,, 92 92 D D N N

==

Com

Combinbinanando do com com a a cocorrerrelaçlação ão da da capcapaciacidaddade, e, tiratira-se -se dirediretamtamentente e oo diâmetro do transportador: diâmetro do transportador: 15 15 385 385 ,, 0 0 Q Q D D

==

onde Q = capacidade volumétrica (m³/h) = C/ρ onde Q = capacidade volumétrica (m³/h) = C/ρ

(25)

2.2.1.3 Método 03 2.2.1.3 Método 03

O terceiro método consiste em partir da rotação econômica em RPM O terceiro método consiste em partir da rotação econômica em RPM definida pela expressão seguinte, com D em

definida pela expressão seguinte, com D em mm::

D D N

N

==

1818,,7575

A capacidade é calculada pela mesma expressão apresentada no método A capacidade é calculada pela mesma expressão apresentada no método anterior: anterior: N N D D C C

==

1212,,33

⋅⋅

33

⋅⋅

ρ ρ

⋅⋅

Combinando as duas e lembrando que Q = C/ρ, tira-se o diâmetro: Combinando as duas e lembrando que Q = C/ρ, tira-se o diâmetro:

2 2 ,, 15 15 Q Q D D

==

(GOMIDE ,1983) (GOMIDE ,1983) 2.2.1.4 Método 04 2.2.1.4 Método 04 A

A Tabela Tabela 5 5 apresenta apresenta os os comprimentos comprimentos padrões padrões dos dos transportadorestransportadores he

heliclicoioidadaisis, , cacapapacicidadadedes s e e rorotataçãção o mámáxixima ma papara ra trtrês ês titipopos s didifefererentntes es dede materiais: leves e não-abrasivos, pesados não-abrasivos e materiais pesados materiais: leves e não-abrasivos, pesados não-abrasivos e materiais pesados abrasivos

abrasivos (GOMIDE, 1983)(GOMIDE, 1983)..

Tabela 5. Comprimentos padrões dos transportadores helicoidais, capaci

Tabela 5. Comprimentos padrões dos transportadores helicoidais, capacidades e rotaçãodades e rotação máxima para três tipos de diferentes materiais

máxima para três tipos de diferentes materiais D D Diâmetr Diâmetr o (m) o (m) L L Compri Compri --mento mento padrão padrão (m) (m) Materiais leves Materiais leves não abrasivos não abrasivos Materiais pesados Materiais pesados não abrasivos não abrasivos Materiais pesados Materiais pesados abrasivos abrasivos C C (m³/h) (m³/h) N N (rpm) (rpm) C C (m³/h) (m³/h) N N (rpm) (rpm) C C (m³/h) (m³/h) N N (rpm) (rpm) 00,,1100 22,,5500 44,,8844 222200 22,,4444 111100 11,,3300 9900 00,,1155 33,,0000 1144,,22 220000 77,,2222 110000 33,,8822 8800 00,,2200 33,,0000 3333,,44 118800 1166,,77 9900 88,,5500 7755 00,,2255 33,,0000 5588,,11 116600 2299,,22 8800 1144,,66 6655 00,,3300 33,,5500 9933,,55 115500 4477,,00 7755 2233,,22 6600 00,,3355 33,,5500 111133 114400 5566,,66 7700 3344,,00 5555 00,,4400 33,,5500 119988 113300 9966,,66 6655 4466,,22 5500 00,,4455 33,,5500 225555 112200 112277 6600 5599,,55 4455 00,,5500 33,,5500 337700 111155 116644 5555 8811,,00 4400 Fonte: GOMIDE, 1983 Fonte: GOMIDE, 1983

(26)

2.2.2 Cálculo da potência

O cálculo da potência necessária aos transportadores helicoidais está O cálculo da potência necessária aos transportadores helicoidais está bastante padronizado. Cada fabricante, no entanto, agrupou de uma forma bastante padronizado. Cada fabricante, no entanto, agrupou de uma forma especial as constantes numéricas e atribuiu valores ligeiramente diferentes a especial as constantes numéricas e atribuiu valores ligeiramente diferentes a cada uma, na base de modificações particulares do projeto. É recomendável, cada uma, na base de modificações particulares do projeto. É recomendável, por isso, que, ao comparar as exigências de potência de um transportador por isso, que, ao comparar as exigências de potência de um transportador deste tipo, seja utilizada a fórmula específica de cada equipamento especial. deste tipo, seja utilizada a fórmula específica de cada equipamento especial. (Perry, 1980)

(Perry, 1980) A

A exigência exigência em em potência potência se se desdobra desdobra em em duas duas parcelas: parcelas: a a necessárianecessária para impulsionar o transportador vazio e a necessária para movimentar a para impulsionar o transportador vazio e a necessária para movimentar a ca

cargrga. a. A A prprimimeieira ra é é umuma a fufunçnção ão do do cocompmpririmementnto o do do trtrananspsporortatadodor, r, dada velocidade de rotação e do atrito nos suportes. A segunda depende do peso velocidade de rotação e do atrito nos suportes. A segunda depende do peso to

totatal l do do mamateteririal al trtrananspsporortatado do popor r ununididadade e de de tetempmpo, o, da da didiststânâncicia a dede transferência e da profundidade de enchimento da calha. Esta ultima parcela, transferência e da profundidade de enchimento da calha. Esta ultima parcela, por sua vez, é também função do atrito interno do material movimentado e do por sua vez, é também função do atrito interno do material movimentado e do atrito entre este e o metal do tr

atrito entre este e o metal do transportador. (Perry, 1980)ansportador. (Perry, 1980) A correlação

A correlação apresentada pela apresentada pela CEMACEMA11 _{para efetuar o cálculo da potência}_{para efetuar o cálculo da potência}

consumida suplantou as anteriormente utilizadas pelos fabricantes tradicionais. consumida suplantou as anteriormente utilizadas pelos fabricantes tradicionais. A expressão propos

A expressão proposta é a seguinteta é a seguinte (GOMIDE, 1983)(GOMIDE, 1983)..

S S m m v v F F P P P P P P ₌₌ ++ _⋅⋅ η η P

Pvv = potência consumida para movimentar o transportador vazio = potência consumida para movimentar o transportador vazio (HP)(HP)

P

Pmm = potência necessária para mover o material (HP)= potência necessária para mover o material (HP)

N = rendimento da

N = rendimento da transmissão empregadatransmissão empregada F

Fss = fator de = fator de sobrecarga.sobrecarga.

As parcelas P

As parcelas Pvv e Pe Pmm são calculadas como segue:são calculadas como segue:

7740 7740 r r d d vv F F F F D D N N L L P P

==

⋅⋅

L = comprimento dos transportadores (m) L = comprimento dos transportadores (m) N = rotação (rpm)

(27)

D = diâmetro da helicóide (m) D = diâmetro da helicóide (m) F

Fdd = fator que = fator que depende do diâmetro da helicóide:depende do diâmetro da helicóide:

Tabela 6.

Tabela 6. Relação entre diâmetro e fato quRelação entre diâmetro e fato que depende e depende do diâmetro da helicóidedo diâmetro da helicóide D D((mm)) F F d d Até 0,30 Até 0,30 33 00,,330 0 a a 00,,4400 55 00,,440 0 a a 00,,6600 88 Fonte: GOMIDE, 1983 Fonte: GOMIDE, 1983 138 138 p p h h m m m m F F F F F F Q Q L L P P

==

⋅⋅

ρ ρ

⋅⋅

Q = capacidade do transportador (m³/h) Q = capacidade do transportador (m³/h) ρ = densidade aparente do material (t/m³) ρ = densidade aparente do material (t/m³) F

Fmm = fator do material, exemplificado como segue:= fator do material, exemplificado como segue:

Farinha de trigo = 0,5 Farinha de trigo = 0,5 Açúcar, carvão = 1,0 Açúcar, carvão = 1,0 Areia seca = 2,0 Areia seca = 2,0 Cinzas, bauxita = 3,0 Cinzas, bauxita = 3,0

Concentrado de cobre, fuligem = 4,0 Concentrado de cobre, fuligem = 4,0 F

Fhh = fator de helicóide (relacionado com o passo) (1 a 2)= fator de helicóide (relacionado com o passo) (1 a 2)

F

Fpp = fator da pá (relacionado com a forma da helicóide) (1 a = fator da pá (relacionado com a forma da helicóide) (1 a 3)3)

Estes dois fatores valem 1

Estes dois fatores valem 1 para transportadores padrões.para transportadores padrões. (GOMIDE ,1983)(GOMIDE ,1983) Os custos para transportadores helicoidais podem ser verificados no Anexo I. Os custos para transportadores helicoidais podem ser verificados no Anexo I.

(28)

3. Dispositivos elevadores

Alguns

Alguns transportadores transportadores das das classes classes anteriores, anteriores, entre entre os os quais quais o o dede correia, o helicoidal e o de calha, podem ser utilizados como dispositivos de correia, o helicoidal e o de calha, podem ser utilizados como dispositivos de elevação desde que o desnível seja pequeno comparado com a distância elevação desde que o desnível seja pequeno comparado com a distância horizontal de transporte para grandes inclinações ou transporte na vertical, um horizontal de transporte para grandes inclinações ou transporte na vertical, um dispositivo elevador deverá ser empregado. São mais importantes os seguintes dispositivo elevador deverá ser empregado. São mais importantes os seguintes elevadores: Helicoidais, de canecas, pneumáticos

elevadores: Helicoidais, de canecas, pneumáticos (GOMIDE, 1983)(GOMIDE, 1983)..

3.1 Elevador

3.1 Elevador helicoidal helicoidal

São idênticos aos transportadores helicoidais já descritos, porém um São idênticos aos transportadores helicoidais já descritos, porém um tubo cilíndrico vertical deverá ser utilizado em substituição à calha semi-circular tubo cilíndrico vertical deverá ser utilizado em substituição à calha semi-circular e, além disso, a folga entre a helicóide e o tubo deverá ser bastante limitada. A e, além disso, a folga entre a helicóide e o tubo deverá ser bastante limitada. A helicóide precisa ser bem polida para diminuir o atrito. A elevação máxima com helicóide precisa ser bem polida para diminuir o atrito. A elevação máxima com elevadores helicoidais é de 12 metros

elevadores helicoidais é de 12 metros (GOMIDE, 1983)(GOMIDE, 1983).. A capacidade

A capacidade pode ser pode ser calculada pelas calculada pelas correlações já correlações já apresentadas paraapresentadas para os transportadores helicoidais comuns. A potência pode ser calculada com boa os transportadores helicoidais comuns. A potência pode ser calculada com boa aproximação pela seguinte expressão

aproximação pela seguinte expressão (GOMIDE, 1983)(GOMIDE, 1983).. 152 152 CH CH P P

==

P = potência (HP), C = capacidade (t/h), H

P = potência (HP), C = capacidade (t/h), H = elevação (m).= elevação (m). Se o transportador for

Se o transportador for inclinado, usa-se a expressão geral já apresentada:inclinado, usa-se a expressão geral já apresentada:













₊₊

⋅⋅

==

152 152 273 273 H H LF LF C C P P (GOMIDE, 1983). (GOMIDE, 1983). 3.2 Elevador de canecas 3.2 Elevador de canecas

Elevadores de caneca são as unidades mais simples e seguras para Elevadores de caneca são as unidades mais simples e seguras para efetuar deslocamentos verticais. Eles estão disponíveis em uma ampla gama efetuar deslocamentos verticais. Eles estão disponíveis em uma ampla gama de capacidades e podem funcionar totalmente em aberto, ou ser totalmente de capacidades e podem funcionar totalmente em aberto, ou ser totalmente fe