Fluidizacion

TEMA N°4
FLUIDIZACIÓN
La fluidización es la levitación de una masa (lecho) de partículas por la acción del fluido que se observa cuando el lecho entra en contacto con flujo vertical. Se dice que el lecho esta en estado fijo cuando se tiene rangos de flujos o velocidades bajas que ocasionan que las partículas se encuentren descansado unas sobre otras en la parte baja de la columna. Cuandoexisten velocidades altas, las partículas son elevadas a una altura considerable dentro de la columna, inclusive en algunas ocasiones, las partículas son expulsadas.
Cuando se tiene valores intermedios, cada partícula queda individualmente suspendida en el flujo, mientras que el lecho permanece inmóvil en relación a las paredes de la columna, a esto se lo conoce como lecho fluidizado. Como se puedeapreciar, el parámetro que define si el lecho es fluidizado o fijo es la velocidad a la cual el fluido pasa a través del lecho de partículas.

OBJETIVOS

* Calcular la velocidad de las partículas

* Determinar la velocidad mínima de fluidización por el método de Brown

* Construir la grafica Q(mᶾ/h) vs. hp(m)

* Definir el concepto de porosidad

* Obtener la foto delequipo de fluidización

* Interpretar los datos obtenidos de la tabla

1.- DETERMINACIÓN DE LA VELOCIDAD MÍNIMA DE FLUIDIZACIÓN
FFr=2×∅particula×∆PLρfluido×Vmin2×Ff

∆PL=1-3×g×(ρsolido-ρliquido)

FFf=2×∅particula×∆PLρfluido

Datos
ε=Porosidad=0
e=1
∅particula=0,1 cm=10 mm
m=0,1g
FFr≡1
Ff=0,98

∆PL=1-0×103kgm3-(7×103kgm3)

∆PL=30×103kgm2×s2
FFr=2×∅particula×∆PLρfluido×Vmin2×FfDespejando la Vminima
Vmin=2×∅particula×∆PLFf×ρfluido×FFr

Vmin=2×1×10-3m×(30×103kgm2×s2)0,98×103kgm3×(1)

Vmin=0,078ms
2.- DETERMINACIÓN DE LAS VELOCIDADES DE LAS PARTÍCULAS
DATOS:
Diámetro ø de cilindro: 20cm
Densidad de agua: 1000kg/m3
Densidad de partícula: 7*103 kg/m3

FORMULAS:
V=π r2h
V=π×( D2 )2×h
V= volumen (m3)
r= radio (m)
h= alturadel liquido (m)

v=h/t
v= velocidad (m/s)
h= altura (m)
t= tiempo (s)

EJEMPLOS DE CÁLCULO

Hallando volumen
V=π×( 0,2m2 )2×0,35m
V = 0,01099m3

Masa de la partícula
m=ρ×V
m=7×103kgm3×0,01099m3
m=76,93 kg

Caudal másico
Qm=Qv×ρ
Qm=10m3h×1000kgm3
Qm=10000kgm3

Hallando tiempo
Qm=mt
t=mQm

t=76,93kg10000kgm3
t=7,683×10-3h
t=27,695s

Determinando la velocidad de lapartícula
Vparticula=ht

Vparticula=0.35m27,695s
V=0,01264ms
Tabla de datos
N° | hp(m) | Q(m3/h) | S/P(%) | V(mᶾ) | Q(kg/h) | m(kg) | t(s) | Vp(m/s) |
1 | 0,35 | 10 | 10 | 0,01099 | 10000 | 76,930 | 27,695 | 0,01264 |
2 | 0,35 | 15 | 15 | 0,01099 | 15000 | 76,930 | 18,463 | 0,01896 |
3 | 0,35 | 20 | 20 | 0,01099 | 20000 | 76,930 | 13,847 | 0,02528 |
4 | 0,35 | 30 | 30 | 0,01099 |30000 | 76,930 | 9,2320 | 0,03791 |
5 | 0,39 | 40 | 40 | 0,01225 | 40000 | 85,750 | 7,7170 | 0.05054 |
6 | 0,45 | 50 | 50 | 0,01414 | 50000 | 98,980 | 7,1260 | 0,06315 |
7 | 0,50 | 60 | 60 | 0,01571 | 60000 | 109,97 | 6,5980 | 0,07578 |
8 | 0,60 | 70 | 70 | 0,01885 | 70000 | 131,95 | 6,7860 | 0,08842 |
9 | 0,68 | 80 | 80 | 0,02136 | 80000 | 149,52 | 6,7280 | 0,10107 |
10 | 0,77 | 90 |90 | 0,02419 | 90000 | 169,33 | 6,7730 | 0,11369 |

3.- GRÁFICA Q (mᶾ/h) VS hp (m)

Vmin

4.- DEFINICIÓN DE POROSIDAD
La porosidad es la capacidad que tiene un cuerpo de absorber otras sustancias, en forma de gases o líquidos y retenerlos sin pasar a formar parte de ellos, además es el espacio vacío que existe entre las partículas de un cuerpo.
La porosidad en la fluidización es muyimportante, ya que a mayor porosidad mayor velocidad.

CONCLUSIÓN.
* Se concluye que a mayor porosidad mayor velocidad.
* A mayor caudal volumétrico mayor velocidad.
* También a menor caudal volumétrico mayor tiempo.
* De igual manera la grafica muestra que a mayor hp (m), mayor Q (mᶾ/h).
* Se concluye que las partículas están en estado fijo cuando los flujos y velocidades son...