Fluidizacion











La fluidización es una operación básica por la que un sólido finamente dividido se transforma en un estado “como líquido” mediante el contacto con un fluido, gas o líquido. Un lecho de partículas se empieza a fluidizar cuando la fuerza de arrastre debida al flujo es igual al peso de éstas:





o sea,



Se considera un lecho granular de partículas a través delcual asciende un fluido. Se acepta que las partículas sólidas que componen el lecho son independientes; estando soportadas sobre una placa porosa o parrilla.

Al aumentar la velocidad del fluido, se observa cómo aumenta gradualmente la pérdida de presión, de manera que si se representa en papel doble logarítmico, la pérdida de presión frente a la velocidad de entrada del gas, se aprecia unarecta de pendiente aproximadamente igual a uno, tramo correspondiente al primer término de la ecuación de Ergun para régimen laminar. Al seguir aumentando la velocidad del fluido, la pendiente se hace igual a dos, que corresponde al segundo término de la ecuación de Ergun. Si se sigue aumentando la velocidad se llega a un punto en el que P es máxima, correspondiente a la velocidad mínima defluidización (donde P es igual al peso de las partículas, W, entre la sección transversal del lecho). Las partículas empiezan a moverse y al aumentar la velocidad del fluido el lecho se expansiona mientras P permanece prácticamente constante; las partículas están en forma de lecho fluido. Si la velocidad del fluido aumenta todavía más, las partículas empiezan a ser arrastradas por éste y acaba pordesaparecer del lecho: zona de elutriación.

Las propiedades físicas y el comportamiento de un lecho fluido están sobradamente estudiadas y documentadas con fórmulas logarítmicas muy complejas que demuestran su forma de actuar .

Sin embargo, para que se cumpla el fenómeno de la fluidización todos los elementos que intervienen tienen que estar dentro de unos rangos determinados.

En estesentido están las fórmulas de Geldart que determina las densidades y el tamaño del material a fluidificar y deja bien claro como deben ser las mismas para poder fluidizar correctamente.

La categoría A son partículas que tienen un tamaño pequeño y una densidad baja, muestran una agradable expansión de fase después de la fluidización mínima y sucede antes de que se inicie el burbujeo, se fluidizafácilmente.En la categoría B, son partículas parecidas a la arena, con diámetros de 40 a 500 micras, burbujean a la velocidad mínima de fluidización. La categoría C son polvos finos o cohesivos como el talco y la harina, son difíciles de fluidizar. Y por último los de categoría D que son partículas grandes muy densas, por ejemplo los granos de café.

El comportamiento de un lecho fluidizado seve fuertemente influenciado por la reducción de operación. Incrementar la trayectoria media libre de partículas, como resultado de una menor densidad del gas, es responsable de esta influencia.

La presión determina el comportamiento del gas que fluye a través. Este comportamiento puede se molecular, intermedio o viscoso. Por esto se pueden obtener variados regímenes de flujo.

Los lechosfluidizados pueden ser operados a diferentes regímenes de flujo, dependiendo del tamaño de la partículas y densidad, presión del gas y temperatura, velocidad de fluidización profundidad del lecho, diámetro del tubo que conforma el lecho y de la rejilla para alimentar el fluido.

Los regimenes más comunes son: la fluidización incipiente, con burbujeo, burbujas grandes y turbulento.

Al igual quela velocidad mínima de fluidización que ocurre en los lechos fluidizados, en donde las partículas comienzan a suspenderse, el burbujeo también presenta una velocidad mínima, que sucede cuando la primera burbuja aparece, antes de esta velocidad, es posible obtener una expansión sin burbujeo.

Obtener la velocidad mínima de burbujeo resulta complicado debido a que es muy difícil medir esta...