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Em Agitação de Líquidos, assim como em qualquer outro assunto, existe uma bibliografia básica, auxiliar em qualquer tarefa relacionada com o tópico. Este texto visa apresentar e comentar essa literatura
constituída por citações de livros, monografias, manuais, artigos de revistas especializadas, etc., e, também, sugerir
seqüências de estudos, baseadas nessas fontes de informação, para aprofundamentos no assunto.
1) BISIO, A.: KABEL, R. L. (editors) Scaleup of chemical processes, New York, John Wiley & Sons, 1985.
Obra especializada em variação de escala. Os capítulos iniciais, Capítulo 1: "Introduction to scale up"; Capítulo 2: Mathematical Modeling, apresentam tópicos básicos sobre variação de escala e o Capítulo 9 "Mixing Processes" devem ser consultados pelos interessados no assunto.
2) BRAUER, H. Biotechnology - vol. 2: Fundamentals of biochemical engineering,
Weinheim, VCH, 1985.
Obra em vários volumes sobre Biotecnologia. O segundo volume trata da parte fundamental da área. Grande parte dos capítulos apresentam tópicos relacionados especificamente de Biotecnologia (Reatores Bioquímicos, Tratamento de resíduos biológicos, Técnicas de obtenção de dados experimentais em sistemas bioquímicos, etc.). Porém vários dos capítulos são básicos para o estudo de outras áreas e de grande interesse para a Agitação de Líquidos. São eles:
Caps. 1 e 2: Fundamentals of Transport
Phenomena; Equations for Momentum, Heat and Mass Transport, and Mass Conversions. - Aspectos básicos de fenômenos de transporte. Consultar para fundamentação teórica dos fenômenos de transporte aplicados à Agitação.
Cap. 7: Transport Processes in Liquid
Films. - Consultar para fundamentação teórica no transporte de massa em sistemas líquido-gás, líquido-sólido, líquido-líquido, líquido-gás-sólido e polifásicos.
Cap. 8: Mass Transfer
Hypotheses. - Consultar para fundamentação teórica do Transporte de massa em sistemas líquido-gás, líquido-sólido, líquido-líquido e líquido-gás-sólido e polifásicos.
Cap. 9: Analogy of Momentum, Heat and Mass
Transfer. - Fundamentação teórica dos fenômenos de transporte aplicados à Agitação, principalmente para análise dimensional.
Cap. 10: Gas Solubilities in
Biomedia. - Consultar para Transporte de massa em sistemas líquido-gás - teorias e métodos experimentais.
Cap. 19: Stirred Vessel
Reactors. - Referência básica. Aspectos gerais da agitação. Consulta obrigatória em qualquer assunto. Semelhante ao capítulo 25 de Gerhartz (1988).
Cap. 24: Modelling and Scaling-up of
Bioreactors. - Consulta obrigatória para Análise Dimensional, Modelagem e Variação de Escala de Sistemas Agitados.
3) BRODKEY, R. S.;
HERSHEY, H. C. Transport phenomena - A unified approach, New York, McGraw-Hill Book Co., 1988.
Texto básico para o estudo de Fenômenos de Transporte. Vários capítulos são recomendados para o estudo da Agitação de Líquidos. A seguir será dada uma visão dos capítulos recomendados para o estudo em questão.
Part 1: Basic Concepts in Transport Phenomena (Caps. 1 a
8). - Aspectos básicos de fenômenos de transporte aplicaods à
Agitação.
Cap. 8: Methods of Analysis.
- Consulta obrigatória para Análise Dimensional, Modelagem e Variação de Escala de Sistemas Agitados.
Cap. 9: Agitation. - Consulta obrigatória para Análise Dimensional, Modelagem e Variação de Escala de Sistemas Agitados. Contém informações básicas sobre agitação de líquidos (Aspectos fundamentais, Equipamentos, etc.).
4) CHEREMINISINOFF, N. P. (editor) Encyclopedia of fluid mechanics - vol. 2: Dynamics of single-fluid flows and mixing, Houston, Gulf Pub. Co., 1985.
Vasta obra, dividida em vários volumes. O segundo volume apresenta alguns capítulos importantes para o estudo da Agitação de Líquidos, citados a seguir:
Cap. 27: Micromixing phenomena in stirred
reactors. - Indicado para a obtenção de informação dos fenômenos de mistura em escala microscópica ocorrentes em reatores de tanque agitado, especialmente os contínuos. Recomendado para estudos de modelos de reatores, mecanismos de mistura, variação de escala, relacionados com os reatores citados. Existem exemplos retirados da prática (reações rápidas e complexas em fase líquida, reações com precipitação, polimerização, e policondensação, reações em fase gasosa e efeitos térmicos relacionados com o assunto).
Cap. 28: Backmixing in stirred
vessels. - Texto relacionado com modelos de escoamento em vasos agitados. Recomendado para estudos de sistemas de agitação em regime contínuo, reatores de tanque agitado e influência do equipamento no desempenho da agitação. Informações importantes, principalmente nos sistemas agitados onde ocorem transferência de massa, calor ou ambos.
Cap. 29: Industrial mixing
equipment. - Literatura que aborda vários assuntos básicos de agitação. Itens específicos em variação de escala. Texto recomendado como leitura primária em qualquer estudo.
Cap. 30: Simulation of machanically-agitated
liquid. -liquid reaction vessels. - O capítulo é específico para estudos relacionados com a agitação de sistemas líquido-líquido: reatores, modelos, aspectos práticos para projetos, etc..
Cap. 31: Solid agitation and mixing in queous
sistems. - Literatura importante para conhecimentos relacionados com a agitação de sistemas onde corre suspensão de sólidos em líquidos (especialmente água e meios não-newtonianos). Apresenta abordagens empíricas e teóricas relacionados com o escoamento dos sistemas citados além de importantes tópicos em variações de escala, transporte de massa, e outros.
Cap. 32: Mixing and agitation of viscous
fluids. - Recomendado para estudos de agitação de líquidos altamante viscosos, newtonianos ou não-newtonianos. Apresenta tópicos em padrões de escoamento, potência dispersa no meio, etc..
Cap. 33: Use of Helical ribbon blenders for non-newtonian
materials. - É recomendado para estudos de agitação de líquidos não-newtonianos. Apresenta tópicos em padrões de escoamento, potência dispersa no meio, etc., dados específicos para o tipo de rotor citado (fitas helicoidais).
5) COULSON, J. M.; RICHARDSON, J. F. Tecnologia Química - Volume II: Operações Unitárias, 2.a ediçåo, Lisboa, Fundaçåo Calouste
Gulbenkian, 1968.
Texto sobre Operações Unitárias. O Capítulo 18: Mistura e Agitação oferece informações básicas sobre Mistura em geral e Agitação de Líquidos. Literatura recomendada para iniciantes no assunto.
6)E.E.U.A. (The Engineering Equipment Users
Association) E.E.U.A. Handbook no 9: Agitator selection and design,
London, E.E.U.A., 1962.
Esse texto é uma compilação de informações práticas, tornando-se uma fonte de normas voltadas para o projeto de sistemas de Agitação de Líquidos. Importante guia para trabalhos que não necessitem de fundamentações teóricas para a sua realização. Devem ser consultado por profissionais envolvidos com escolha, seleção e cálculo de equipamentos.
7) GERHARTZ, W. (editor) Ullmann's Encyclopedia of industrial chemistry, 5th ed. - Vol. B2: Unit operations I,
Weinheim, VCH, 1988.
Esta enciclopédia é uma obra fundamental para a Engenharia Química. O volume volume B2
(Unit operations I) trata, em alguns capítulos, da Mistura e da Agitação de Líquidos:
Cap. 24: Mixing,
Introduction. - Um pequeno texto (duas páginas) que coloca brevemente as várias utilizações da mistura de materiais em geral, classificando-os em gasosos, líquidos, pastas e sólidos granulares, estabelecendo, assim, uma nomenclatura para os vários tipos de misturas. A
Agitação de Líquidos é chamada pelo autor de "stirring". Um texto que todos os interessados em
Agitação de Líquidos devem ler, especialmente os que estão iniciando o estudo.
Cap. 25: Stirring. - Referência básica. Aspectos gerais da agitação. Consulta obrigatória em qualquer assunto. Semelhante ao capítulo 19 de Brauer (1985).
Cap. 26: Mixing of highly viscous media. - Recomenda-se a leitura e estudo deste texto para a aquisição de informações acerca de agitação de meios altamente viscosos, newtonianos ou não newtonianos. Trata, principalmente, dos tipos de equipamentos para tais fins.
Cap. 27: Mixing of solids. - Esse capítulo apresenta aspectos gerais sobre a mistura de materiais sólidos granulares, abordando as definições das grandezas envolvidas no assunto, análise estatística do grau de mistura, métodos experimentais de medição desse grau, tipos de equipamentos e seu projeto. É um bom texto para início de estudos sobre mistura de sólidos. Os interessados deverão, posteriormente, recorrer a outras fontes especializadas para aprofundamentos sobre o assunto.
8) HOLLAND, F. A.; CHAPMAN, F. S. Liquid mixing and processing in stirred tanks, New York, Reinhold Publishing
Corp., 1966.
Obra especializada na agitação de líquidos. Leitura recomendada para aqueles que já tomaram conhecimento do assunto em livros básicos sobre Operações Unitárias. Algumas informações interessantes sobre Análise Dimensional, Graficos do número de Potência em função do número de Reynolds, Transporte de calor, variação de escala, reatores, agitação de sistemas onde ocorrem líquidos imiscíveis e não-newtonianos. Fornece bases para projeto de sistemas de agitação e materiais de construção dos equipamentos. Leitura recomendada para visão geral desses tópicos citados.
9) JANCIC, S. J.: GROOTSCHOLTEN, P. A. M. Industrial Crystallization,
Dordrecht, D. Reidel Publishing Company, 1984.
Texto especializado em cristalização. O Capítulo 8 trata de fundamentos da Agitação de Líquidos que interessam na cristalização (Agitação de líquidos homogêneos, Agitação de suspensões, Transporte de massa em suspensões sólido-líquido, Transporte de Calor). Bom texto para complementar visões gerais obtidas, anteriormente, em textos básicos de Operações Uinitárias.
10) McCABE, W. L.; SMITH, J. C.;
HARRIOT, P. Unit Operations of chemical Engineering, 4th edition, New York, McGraw-Hill Book
Company, 1986.
Livro básico sobre Operações Unitárias. O Capítulo 9: "Agitation and Mixing of liquids" oferece informações básicas sobre Mistura em geral e Agitação de Líquidos. Literatura recomendada para iniciantes no assunto.
11) MUJUNDAR, A.; MASHELKAR, R. A. Advances in transport processes - vol. 1, New York, John Wiley & Sons, 1980.
Publicação períódica sobre assuntos avançados em processos de transporte. No número 1, um dos capítulos oferece subsídios para Agitação de meios altamente viscosos.
Cap. 5: Mixing of viscous newtonian and non-newtonian
fluid. - O texto trata de aspectos teóricos relacionados ao escoamento de líquidos altamente viscosos, newtonianos ou não newtonianos, submetidos à agitação.
12) NAGATA, S. Mixing - Principles and applications, New York, John Wiley & Sons, 1975.
Texto básico sobre Mistura em geral
("Mixing") Grande parte dos capítulos cobrem a Agitação de Líquidos. A obra foi organizada, quase na totalidade, a partir de artigos publicados pelo autor e seus colaboradores em revistas especializadas. Isso faz com que seja uma obra um tanto difícil de ser consultada por iniciantes no estudo da Agitação de Líquidos. Profissionais já com alguma experiência no assunto poderão retirar boas informações para a realização de seus trabalhos. Os títulos dos capítulos são claros sobre quais assuntos tratam e seria desnecessário, aquí, a sugestão de um roteiro de estudos semelhante aos de algumas citações deste Guia.
Ótima fonte de informações sobre gráficos e correlações úteis em projetos de sistemas de agitação (por exemplo: número de potência em função de número de Reynolds, transporte de calor, transporte de massa, etc.).
13) OLDSHUE, J. Y. Fluid mixing technology, New York, Chemical
Engineering/McGraw-Hill Pub. Co., 1983.
Texto básico sobre Agitação de líquidos. O autor, especialista na área, organizou a obra baseando-se nas suas experiências profissionais, voltadas quase que exclusivamente para a Indústria. Devido aos seu carater prático, é um livro adequado para profissionais que trabalham em fábricas. Porém, aqueles que desenvolvem pesquisas na Universidade, também encontrarão bons subsídios para suas atividades, sejam aulas ou pesquisas em geral. Os títulos dos capítulos são bem claro quanto ao seu conteúdo.
14) RASE, H.F. Chemical Reactor Design for Process Plants - Vol.1: Principles and Thecniques, New York, John Wiley and Sons, 1977.
Apesar de ser um livro sobre Reatores Químicos, parte do capítulo 8 (páginas 331 até 366) apresenta boas informações sobre alguns aspectos básicos para projeto de sistemas com Agitação de Líquidos (tipos e seleção de rotores, característicos de escoamento, etc.). Regras de Variação de Escala podem ser encontradas nas páginas 382 até 392.
15) STERBACEK, Z.; BOURNE, J. R. Mixing in the chemical industry, Oxford, Pergamon
Press, 1965.
Esta é uma literatura básica sobre mistura em geral. Aborda não só a Agitação de Líquidos (sistemas monofásicos ou bifásicos) mas outros tipos de misturas (partículas de sólidos em gases, misturas de sólidos particulados, pastas, misturas por ejetores, etc.). É um livro que inclui aspectos teóricos e, também, práticos sobre o assunto. É recomendável consultá-lo quando o interessado possui um conhecimento básico da matéria. Possui informações interessantes sobre modelos de escoamento, potência consumida na agitação, análise dimensional, transporte de calor, variação de escala, aplicações industriais, técnicas de medição, correlação de resultados, reatores, etc..
16) UHL, V. W.; GRAY, J. B. (editors) Mixing - Theory and practice - vol 1, New York, Academic
Press, 1966.
UHL, V. W.; GRAY, J. B. (editors) Mixing - Theory and practice - vol 2, New York, Academic
Press, 1967.
UHL, V. W.; GRAY, J. B. (editors) Mixing - Theory and practice - vol 3, New York, Academic
Press, 1986.
Obra básica sobre Mistura. Os três volumes devem ser consultados em qualquer situação, seja para a aquisição de informações gerais, ou para aprofundamentos. É útil, tanto para iniciantes como para especialistas (esses últimos, com certeza, já conhecem a obra e devem tê-la consultada muitas vezes). Consulta obrigatória para estudos de agitação de líquidos !!! Algumas sugestõs de consultas (por assunto):
Introdução à mistura e agitação:
capítulo 1.
Modelos de escoamento em sistemas agitados, monofásicos ou polifásicos: partes dos capítulos 2, 4, 6, 9, 12 e 14.
Tipos de equipamentos: vários itens dos capítulos 3, 5 e 9 (podem interessar, também, capítulos 11, 12, 14 e 15)
Potência transferida ao meio pela agitação (principalmente para meios newtonianos): capítulo 3.
Métodos experimentais para a medição da potência transferida ao meio pela agitação : capítulo 3. Pode-se ter mais informações sobre o assunto no item 1.2 do capítulo 1 de Nagata (1975).
Transporte de calor e de massa: respectivamente, capítulos 5 e 6 (aspectos básicos). Devem ser consultados tópicos específicos de outros capítulos em se tratando de emulsões, suspensões, etc..
Reatores de tanque agitado: especialmente o capítulo 7 (partes de outros capítulos podem ser consultados, como por
exermplo, os que tratam de transporte de massa, de calor, suspensões, emulsões, variação de escala, projeto de equipamentos, misturas em tubulações, etc.).
Agitação de meios altamente viscosos, newtonianos ou não newtonianos: principalmente capítulo 8. Partes referentes a tipos de equipamentos do capítulo 3 podem interessar.
Suspensões: principalmente capítulos 9 e 12.
Projeto de sistemas para agitação de líquidos: capítulos 11 e 15. Partes de outros capítulos podem interessar, em casos específicos.
Análise dimensional e variação de escala: principalmente capítulos 11 e 15.
Mistura de sólidos particulados: capítulos 10 e 16.
Misturas de fluidos em tubulações: capítulo 13.
17) ULBRECHT, J. J.; PATTERSON, G. K. Mixing of liquids by mechanical agitation, New York, Gordon and Breach
Sci. Pub., 1985.
Texto mais aprofundado, recomendado para leitores não iciciantes no assunto. No prefácio os editores avisam que alguns tópicos são de carater fundamental e outros apresentam característicos de projeto. A obra cobre, com profundidade aspectos relacionados à:
-
Modelos de escoamento em sistemas homogêneos e sistemas bifásicos (líquido-líquido, gás-líquido e líquido-sólido);
-
Reatores de tanque agitado;
-
Agitação em meios altamente viscosos e não-newtonianos;
-
Aspectos vários (transporte de massa, potência dissipada na agitação, etc.) relacionados com a agitação de sistemas bifásicos (líquido-líquido, gás-líquido e líquido-sólido);
-
Variação de escala e projeto de equipamentos.
18) Assuntos Específicos
Alguns tópicos não abordados no transcorrer dos Capítulos deste texto, podem ser encontrados em determinadas fontes:
1. Mistura de fluidos por ejetores, bocais, injetores e misturadores estáticos:
Artigos de revistas:
QUILLEN, C.S. Mixing-Liquids, Pastes,
Plastics, Solids and Continuous Mixing, Chem. Eng., June: 178-224, 1954.
FISCHER, J.J. Liquid-solids
blending, Chem. Eng., Feb. 5: 83-98, 1962.
FISCHER, J.J. Solid-solid
blending, Chem. Eng., Aug. 8: 107-128, 1960.
PARKER, N.H. Modern theory and practice on the Universal
Operation... Mixing, Chem. Eng., June: 1965-220, 1964.
Livros e manuais:
Uhl e Gray (1967), Sterbázek e Tausk (1965),
McCabe, Smith e Harriot (1986) e:
PERRY, R.H.; CHILTON, C.H. Manual de Engenharia Química, 5. ed., Rio de Janeiro, Guanabara Dois, 1980.
2. agitação por vibração de rotores
A agitação por vibração de rotores está, ainda, em fase de pesquisas, não
exindo, na literatura, dados precisos sobre o assunto (veja, por exemplo:
MIYANAMI, K.; TOJO, K. Dispersion of solids in
liquids, Proc. 2nd World Congress of Chem. Eng., vol.IV, 389-396, 1981.
19) Séries de Artigos
De tempos em tempos surgem, em perriódicos especializados, séries de artigos técnicos de excelente qualidade. Os mais relevantes são citados a seguir.
1. a revisão publicada periodicamente na revista Industrial and Engineering Chemestry, a qual, durante os anos de 1944 até 1969, apresentou o que de relevante foi realizado sobre Mistura e Agitação de Líquidos:
HIXSON, A.W. Nature and measure of
agitation, Ind. Eng. Chem., 36(6): 488-496, 1944.
RUSHTON, J.H. Mixing, Ind. Eng. Chem., 38(1): 12-12, 1946.
RUSHTON, J.H. Mixing, Ind. Eng. Chem., 39(1): 30-42, 1947.
RUSHTON, J.H. Mixing, Ind. Eng. Chem., 40(1): 49-50, 1948.
RUSHTON, J.H. Mixing, Ind. Eng. Chem., 41(1): 61-64, 1949.
RUSHTON, J.H. Mixing, Ind. Eng. Chem., 42(1): 74-76, 1950.
RUSHTON, J.H. Mixing, Ind. Eng. Chem., 43(1): 111-114, 1951.
RUSHTON, J.H. Mixing, Ind. Eng. Chem., 44(1): 88-91, 1952.
RUSHTON, J.H. Mixing, Ind. Eng. Chem., 45(1): 93-95, 1953.
RUSHTON, J.H. Mixing, Ind. Eng. Chem., 46(1): 133-137, 1954.
RUSHTON, J.H. Mixing, Ind. Eng. Chem., 47(3): 582-585, 1955.
RUSHTON, J.H. Mixing, Ind. Eng. Chem., 48(3): 552-555, 1956.
RUSHTON, J.H. Mixing, Ind. Eng. Chem., 49(3): Part II: 530-533, 1957.
OLDSHUE, J.Y. Mixing, Ind. Eng. Chem., 57(11). 91-96, 1965.
OLDSHUE, J.Y. Mixing, Ind. Eng. Chem., 58(11): 50-57, 1966.
OLDSHUE, J.Y. Mixing, Ind. Eng. Chem. 60(11): 24-35, 1968.
OLDSHUE, J.Y. Mixing, Ind. Eng. Chem., 61(11): 121-127, 1969a.
OLDSHUE, J.Y. Suspending solids and dispersing gases in
mixing, Ind. Eng. Chem., 61(9): 79-89, 1969b.
2. A série de 12 artigos sobre Agitação de Líquidos publicada na revista Chemical Engineering:
GATES, L.E.; HENLEY, T.L.; FENIC, J.G. How to select the optimum turbine
agitator, Chem. Eng., Dec. 8: 110-114, 1975.
DICKEY, D.S.; FENIC, J.C. Dimensional analysis for fluid agitation
systems, Chem. Eng., Jan 5: 139-145, 1976.
DICKEY, D.S.; HICKS, R.W. Fundamentals of
agitation, Chem.Eng., Feb 2: 93-100, 1976.
HICKS, R.W.; MORTON, J.R.; FENIC, J.C. How to design agitators for desired process
response, Chem. Eng., April 26: 102-110, 1976.
GATES, L.E.; MORTON, J.R.; FONDY, P.L. Selecting agitator systems to suspend solids in
liquids, Chem. Eng., May 24: 144-150, 1976.
HICKS, R.W.; GATES, L.E. How to select turbine agitators for dispersing gas into
liquids, Chem. Eng., July 19: 141-148, 1976.
HILL, R.S.; KIME, D.L. How to specify drive trains for turbine
agitators, Chem. Eng., August 2: 89-94, 1976.
RAMSEY, W; ZOLLER, G.C. How to design of
shats, seals and impellers afects agitator performance, Chem. Eng., Augt. 30: 101-108, 1976.
MEYER, W.S.; KIME, D.L. Cost estimation for turbine
agitators, Chem. Eng., Sept. 27: 109-112, 1976.
RAUTZEN, R.R.; CORPSTEIN, R.R.;
DICKEY, D.S. How to use scale-up methods for turbine agitators, Chem. Eng.,
Oct. 25:119-126, 1976.
HICKS, R.W.; DICKEY, D.S. Applications analysis for turbine
agitators, Chem. Eng., Nov. 8: 127-133, 1976.
GATES, L.E.; HICKS, R.W.; DICKEY, D.S. Application guidelines for turbine
agitators, Chem. Eng., Dec. 6: 165-169, 1976.
Esta série apresenta as bases da escolha de equipamentos e informações sobre técnicas de projeto de sistemas de agitação de líquidos, incluindo sistemas homogêneos (líquido-líquido) assim como heterogêneos (líquido-sólido, gás-sólido, etc.), e outros assuntos relacionados (projeto estrutural do eixo, motores, etc.).
20) Aspectos básicos
O conhecimento das leis básicas dos Fenômenos de Transporte, necessário para o estudo de qualquer Operação Unitária, pode ser adquirido em manuais que abordam especificamente esse assunto; recomenda-se, para esse fim, os itens dedicados à agitação, existentes em:
BIRD, R.B.; STEWART, W.E.;
LIGHTFOOT, E.D. Transport Phenomena, New York, Johm Wiley and Sons, Inc., 1960.
(ver também, os itens 2 e 3 deste Guia).
Valores de propriedades físicas de substâncias podem ser obtidas na seção 3 de Perry e
Chilton, 1980, ou calculados, quando ausentes, por técnicas estimativas citadas na literatura:
REID, R.C.; PRAUSNITZ, J.M.;
SHERWOOD, T.K. The properties of gases and liquids, 3rd.ed., New York, McGraw-Hill Book Co., 1977.
REID, R.C.; POLING, J. M.;
PRAUSNITZ, J.M. The properties of gases and liquids, 4rd.ed., New York, McGraw-Hill Book Co., 1987.
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