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Publicado: 19 de noviembre de 2014
Lechos sólidos
Lechos fijos de sólidos granulares
Datos de caída de presión sobre el flujo de fluidos a través de lechos de sólidos granulares no están realmente correlacionados por la variedad de los materiales granulares y de su arreglo de embalaje. Para el flujo de un fluido incompresible a través de un incompresible lecho de sólidos granulares, la caída de presión u otrascaracterísticas del flujo pueden ser precedidas por la correlación dada por Leyva [Chem. Eng, 56 (5), 115-117 (1949), o fluidización, McGraw Hill, New York, 1959]. En esta correlación:
Donde:
La modificación al número de Reynolds N´Re es definida como:
Donde.
Flujo laminar
Para partículas no esféricas:
Donde:
Los valores del factor de forma, para unnúmero de materiales son tabulados en la tabla 5-18. Esta tabulación puede servir de guía en la estimación del factor de forma para otros materiales.
La actual porosidad ϵ del lecho en cuestión es usada en la anterior ecuación; así no hay necesidad de corrección que deba aplicarse para el efecto de pared. Sin embargo, si la porosidad es conocida sólo por un lecho de un diámetro distinto de aquel encuestión, la porosidad debe ser la correcta. Como una guía de estimación de la corrección, las curvas que relacionan la porosidad con el radio de partículas y el diámetro del vaso para algunos materiales están dados por la figura 5-68.
Con la mayoría de los materiales, el contenido de vacío del lecho puede variar a lo largo de un rango, dependiendo de la manera y el radio in que le material esintroducido al recipiente. Así, los valores del vacío están dados en la figura 5-68. Pueden ser usados solamente como guía.
Para sólidos granulares de tamaños mixtos, el diámetro promedio de partícula puede ser calculado como:
Donde:
El promedio del tamaño de partículas de la mezcla de partículas de diferentes formas es discutido por Standish and McGregor [Chem. Eng. Sci., 33, 618-619(1978)].
En la prueba de flujo a través de una cama que consiste en capas paralelas de diferentes tamaños, Sparrow, Beavers, Goldstein, and Bahrami [Am. Inst. Chem. Eng.J.,22, 194-196 (1976)] encontraron que el gradiente de presión era constante y el misma para cada capa de lecho. Los caudales a través de los lechos en capas calculados mediante la adición de los flujos que pasan a través de lascapas constituyentes como si fueran entidades separadas fueron aproximadamente 10 por ciento mayor que las tasas de flujo medidos.
Sobre la base de estudios con flujos de gases a través de lechos de arena por Leva, Grummer, Weintraub, and Pullchik [Chem. Eng. Prog., 44, 511-520 (1948)] el parámetro de flujos para el flujo a través de un lecho no difieren de las del flujo hacia abajo a través dellecho, siempre que la fracción de porosidad del lecho siga siendo siempre la misma., i.e., Esto no es un lecho de expansión.
Para el flujo de un fluido incompresible simple a través de un lecho de sólidos granulares, la siguiente ecuación puede ser derivada (ver, por ejemplo, Cremer and Davies, op. Cit., vol 2, pp. 436-437) de la ecuación de balance de materia y energía, Eq. (5-41), y lacorrelación de Leva:
Donde:
Para una aproximación de la caída de presión de un lecho de sólidos, el concepto de velocidad larga puede ser empleado. L ecuación anterior puede es escrita como:
Donde:
La pérdida de presión de carga para una profundidad de lecho de un diámetro de partículas (L/D=1) para flujo turbulento a través de un lecho esférico, o cercano, donde laspartículas se pueden mostrar así:
Otro método de correlación de datos de caída de presión está dado por Brown et. Al., Unit Operations, Wiley, NY, 1950, chap 16; Coulson and Richardson po. Cit, vol. 2, chap. 1.
Para una revisión de flujo de una sola fase a través de medios porosos y para una estructura porosa ver Dullien, Chem. Eng. J. (Lausanne), 10, 1-34 (1975).
La caída de presión en el...
Lechos fijos de sólidos granulares
Datos de caída de presión sobre el flujo de fluidos a través de lechos de sólidos granulares no están realmente correlacionados por la variedad de los materiales granulares y de su arreglo de embalaje. Para el flujo de un fluido incompresible a través de un incompresible lecho de sólidos granulares, la caída de presión u otrascaracterísticas del flujo pueden ser precedidas por la correlación dada por Leyva [Chem. Eng, 56 (5), 115-117 (1949), o fluidización, McGraw Hill, New York, 1959]. En esta correlación:
Donde:
La modificación al número de Reynolds N´Re es definida como:
Donde.
Flujo laminar
Para partículas no esféricas:
Donde:
Los valores del factor de forma, para unnúmero de materiales son tabulados en la tabla 5-18. Esta tabulación puede servir de guía en la estimación del factor de forma para otros materiales.
La actual porosidad ϵ del lecho en cuestión es usada en la anterior ecuación; así no hay necesidad de corrección que deba aplicarse para el efecto de pared. Sin embargo, si la porosidad es conocida sólo por un lecho de un diámetro distinto de aquel encuestión, la porosidad debe ser la correcta. Como una guía de estimación de la corrección, las curvas que relacionan la porosidad con el radio de partículas y el diámetro del vaso para algunos materiales están dados por la figura 5-68.
Con la mayoría de los materiales, el contenido de vacío del lecho puede variar a lo largo de un rango, dependiendo de la manera y el radio in que le material esintroducido al recipiente. Así, los valores del vacío están dados en la figura 5-68. Pueden ser usados solamente como guía.
Para sólidos granulares de tamaños mixtos, el diámetro promedio de partícula puede ser calculado como:
Donde:
El promedio del tamaño de partículas de la mezcla de partículas de diferentes formas es discutido por Standish and McGregor [Chem. Eng. Sci., 33, 618-619(1978)].
En la prueba de flujo a través de una cama que consiste en capas paralelas de diferentes tamaños, Sparrow, Beavers, Goldstein, and Bahrami [Am. Inst. Chem. Eng.J.,22, 194-196 (1976)] encontraron que el gradiente de presión era constante y el misma para cada capa de lecho. Los caudales a través de los lechos en capas calculados mediante la adición de los flujos que pasan a través de lascapas constituyentes como si fueran entidades separadas fueron aproximadamente 10 por ciento mayor que las tasas de flujo medidos.
Sobre la base de estudios con flujos de gases a través de lechos de arena por Leva, Grummer, Weintraub, and Pullchik [Chem. Eng. Prog., 44, 511-520 (1948)] el parámetro de flujos para el flujo a través de un lecho no difieren de las del flujo hacia abajo a través dellecho, siempre que la fracción de porosidad del lecho siga siendo siempre la misma., i.e., Esto no es un lecho de expansión.
Para el flujo de un fluido incompresible simple a través de un lecho de sólidos granulares, la siguiente ecuación puede ser derivada (ver, por ejemplo, Cremer and Davies, op. Cit., vol 2, pp. 436-437) de la ecuación de balance de materia y energía, Eq. (5-41), y lacorrelación de Leva:
Donde:
Para una aproximación de la caída de presión de un lecho de sólidos, el concepto de velocidad larga puede ser empleado. L ecuación anterior puede es escrita como:
Donde:
La pérdida de presión de carga para una profundidad de lecho de un diámetro de partículas (L/D=1) para flujo turbulento a través de un lecho esférico, o cercano, donde laspartículas se pueden mostrar así:
Otro método de correlación de datos de caída de presión está dado por Brown et. Al., Unit Operations, Wiley, NY, 1950, chap 16; Coulson and Richardson po. Cit, vol. 2, chap. 1.
Para una revisión de flujo de una sola fase a través de medios porosos y para una estructura porosa ver Dullien, Chem. Eng. J. (Lausanne), 10, 1-34 (1975).
La caída de presión en el...
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