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Em um processo industrial, partículas sólidas são separadas em um elutriador operando com fluxo ascendente de líquido. Para assegurar a separação correta, é necessário calcular a velocidade terminal das partículas no líquido. Considere que as partículas têm massa específica de 2,7 g/cm³, diâmetro equivalente de 90 μm – diâmetro da esfera de mesmo volume – e esfericidade de 0,85. O líquido utilizado tem massa específica de 1,0 g/cm³ e viscosidade dinâmica de 0,8 cP.
Considere que o elutriador opera com uma concentração volumétrica de partículas de 12% e uma velocidade ascendente do fluido de 0,18 cm/s. Despreze o efeito das paredes do tubo. Lembre-se de que, para partículas esféricas, a velocidade corrigida pela concentração do meio pode ser dada por: U = uT(1 - Cv)^n. Considere, também, estas informações:
U = velocidade terminal da partícula corrigida uT = velocidade terminal da partícula
Cv = concentração volumétrica de partículas
n = 3,65 para R∞ < 0,2
n = 4,35R∞^-0,03 para 0,2 ≤ R∞ ≤ 1,0
n = 4,35R∞^-0,01 para 1 < R∞ ≤ 500
n = 1,39 para R∞ > 500
Com base nesse conjunto de informações, a velocidade terminal das partículas, considerando o regime de sedimentação e a influência da concentração volumétrica do sistema é