Experimento para quantificar a eficiência de aspersão de líquidos: aplicação em distribuidores espinha de peixe

O presente texto descreve um equipamento na escala-piloto e um método simples para comparar a eficiência de distribuidores de líquido. A técnica consiste basicamente em analisar a massa do líquido coletado em 21 tubos verticais de 52mm de diâmetro interno e 800 mm de comprimento dispostos em arranjo quadrático colocados abaixo do distribuidor. Uma manta acrílica que não dispersa o líquido com 50 mm de espessura foi fixada entre o distribuidor e o banco de tubos para evitar respingos. Como exemplo de aplicação foram realizados ensaios com nove distribuidores do tipo espinha de peixe de 4 tubos paralelos cada, para uma coluna com 400 mm de diâmetro. Variaram-se o número (n) de furos (95, 127 e 159 furos/m²), o diâmetro (d) dos furos (2, 3 e 4 mm) e as vazões (q) de (1,2; 1,4 e 1,6m³/h). A melhor eficiência de espalhamento pelo menor desvio-padrão foi obtida com n de 159, d de 2 e q de 1,4 indicando as limitações de regras práticas de projeto. A pressão (p), na entrada do distribuidor, para essa condição, foi de apenas 51000 Pa (0,51 kgf/cm²) e a velocidade média (v) em cada orifício foi de 6,3 m/s. This paper describes a device developed on the pilot scale and a simple approach to compare liquid distributor efficiencies. The technique consists basically of analyzing the mass of the liquid collected in 21 vertical pipes measuring 52 mm in internal diameter and 800 mm in length placed in a quadratic arrangement and positioned below the distributor. A 50 mm thick acrylic blanket that does not disperse liquids was placed between the distributor and the pipe bank to avoid splashes. Assays were carried out with ladder-type distributors equipped with 4 parallel pipes each for a column measuring 400 mm in diameter as an example of the application. The number (n) of orifices (95, 127, and 159 orifices/m²), orifice diameter (d) (2, 3, and 4 mm) and the flowrate (q) (1.2; 1.4; and 1.6 m3/h) were varied. The best spread efficiency, which presented the lowest standard deviation, was achieved with 159 orifices, 2 mm and 1.4 m³/h. The pressure (p) at the distributor's inlet for this condition was only 51000 Pa (0.51 kgf/cm²), while the average velocity (v) was 6.3 m/s in each orifice. These results show some limitations of the practical rules used in distributor designs.