Flujo de fluidos

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FLUJO DE FLUIDOS SOBRE OBJETOS SUMERGIDOS

p = densidad;f = factor de fricción del lado de la coraza, que depende del tipo de deflectoL Ver apéndice para deflectores de 25% .

(Apéndice L)_

CAÍDA DE PRESIÓN EN LECHOS EMPACADOS
Son frecuentes en la industria los equipos que cuentan con lechos empacados, a través de los cuales se mueven uno o variosfluidos, tal como sucede en secado, humidificación, absorción, destilación y en los reactores
empacados.
Las pérdidas de presión que sufre un flu ido al pasar a través de un
lecho empacado están relacionadas con los números de Reynolds mediante
fórmulas del tipo
2APgcD
u2 p L

donde AP es la pérdida de presión debida a la fricción.
Experimentalmente se ha encontrado que el comportamiento dela
caída de presión en los lechos empacados al aumentar la velocidad es
la siguiente:

E
log I1P

Entre los puntos A y B el lecho es estable y la caída de presión y el
Reynolds están dados por:

AP

EF

p

M

fp (1
E

3

E) L u ~
Dgc

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CAíDA DE PRESiÓN EN LE CHOS EMPAC A DOS

557

Para flujo laminar, si el número de Reynolds N Re estápor debajo de la
unidad:
p
150

fp

Re p

en donde
Du s p

Re p

e = porosidad ; U s
sección normal.

E) f-t

(l -

velocidad media del fluido, referida al área de

Re p = Reynolds de partículas;fi,
Su stitu yendo fp y Re

factor de fricc ión p ara partícu las

150 (1 -

I::1P
P

E

E)2

Us
2

3

D

f-t L

gc P

Para flujo turbulento (cuando Rep esmayor que 10 4 ) fp es constante
e igual a 1.75.
En ese caso

M

2

1. 7 5 (1

p

E

3

E) _ _u_ _L
s_ __
D gc

Para valores de Rep correspondientes a la zona de transición entre
1 y 10 4 se aplica la ecuación:
150

fp

Para u n flujo de gases a

Rep

Qmayor de

A

+ 1.75
0.7 kg/m 2 s y empaques especia·

les proporcionados por un fabricante (sillas intalox,anillos Raschig, etc.):

Los valores de CD aparecen en el apéndice LI.

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558

FLUJO DE FLUIDOS SOBRE OBJETOS SUMERGIDOS

FLUIDIZACIÓN
En el punto B la caída de presión se palancea con el peso de la cama de
sólidos. Entre B y e la cama es inestable y las partículas ajustan su posi·
ción para presentar la menor resistencia posible al flujo. Más allá de e
laspartículas se mueven libremente y colisionan unas con otras. El punto
e se conoce como punto de fluidización. Cuando se alcanza D todas las
partículas están en movimiento. Al aumentar el número de Reynolds se
aumentan poco las caídas por presión, la cama se expande y las partícu·
las se mueven más rápidamente, hasta que en el punto E las partículas
son arrastradas por el fluido.
La velocidadmedia a la cual ocurre la fluidización se obtiene por:
(ps _

E3

1 +

Dp 2

p)g

150 J.I.

E

En donde U sm es la velocidad media superficial al comienzo de la flui·
dización y Dp es el diámetro de las partículas. La porosidad se puede obte·
ner de gráficas. Cuando la velocidad del gas iguala a la velocidad terminal
en caída libre, el lecho se desintegra y las partículas sonarrastradas por
el gas.
La densidad máxima para lechos de partículas menores de 500 mi·
eras y mayores de 10 micras de diámetro es:
0.356 ps (lag

PMB

Dp

=

en micras

ps

Dp -

1))

= densidad del sólido en kg/m 3

La porosidad mínima de fluidización (EM) se obtiene de la siguiente
forma:
ps ps -

PMB

Pa

densidad de gas.

=

pa

La caída de presión en lechosfluidizados es:
M

=

(l -

EM) (ps -

pa) L

Para partículas mayores de 500 micras, el nivel de fluidización puede
obtenerse mediante una gráfica, como la del apéndice 47 y con el nivel
de porosidad.
E

=

0.4

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FLUID IZACIÓN

559

Apéndice 47

Ly

Ar

en donde Ar es el número de Arquímedes, dado por:

en donde ps es la densidad...