Lecho fluidizado

INTRODUCCION. APLICACIONES INDUSTRIALES

La fluidización es el fenómeno por el cual un lecho de partículas solidas se suspenden en el seno de un gas o liquido debido al movimiento ascendente de estos, adquiriendo un comportamiento semejante al de un fluido.
Dependiendo de la velocidad de flujo del gas o liquido ascendente a través del lecho de partículas solidas podremos tener diferentescomportamientos en nuestra instalación.
Si el fluido en movimiento no lleva la suficiente velocidad como para suspender a las partículas solidas, el fluido se filtra a través de los espacios entre estas, que permanecerán estacionarias; este estado se denomina lecho fijo. Figura 1 (a)
Si seguimos aumentando la velocidad, alcanzamos el punto donde todas las partículas se encuentran suspendidaspor el flujo ascendente de gas o liquido. En este punto la fuerza de fricción entre el fluido y el sólido se equilibra con el peso de estas partículas. Asi mismo la pérdida de carga a través de nuestro lecho es igual al peso de las partículas por unidad de área. Este estado se denomina lecho en comienzo de fluidización figura 1 (b) y es el punto donde termina el fenómeno de lecho fijo y comienza ellecho plenamente fluidizado figura 1 (c). A la velocidad que lleva el fluido que permite la sustentación de las partículas solidas se le llama velocidad de minima fluidización, Vmf
A medida que vamos aumentando la velocidad del gas por encima de Vmf, se comienza a observar grandes inestabilidades con aparición de burjubas y canales. A mayores velocidades de circulación la agitación y elmovimiento de las partículas de vuelve mas violento. Otro fenómeno que nos puede aparecer al movernos por encima de la velocidad de minimo fluidización es la coalescencia de burbujas de gas y crecimiento de estas a medida que ascienden por el lecho.
Si continuamos aumentando esta velocidad de circulación, seguimos dentro de que llamamos lecho plenamente fluidizado hasta que llegamos al momento en quela velocidad del fluido es tan alta que no solo suspende y le da movimiento a las partículas de solido sino que ahora es capaz de arrastrarlo y si el lecho no tuviera tapa superior las partículas abandonarían el lecho con el gas. En este caso tenemos un lecho fluidizado figura 1 (d) que actua como si de un transporte neumático se tratase y a la minima velocidad que consigue este comportamiento sele denomina velocidad de arrastre Va

Figura 1. Distintos modos de contacto en el lecho de las 2 fases, (a) lecho fijo, (b) lecho en comienzo de fluidificación, (c) lecho plenamente fluidizado, (d) lecho con fluidización burbujeante.


Una vez descrito el comportamiento y las situaciones que nos podemos encontrar cuando tenemos un lecho de partículas solidas al que le atraviesa unacorriente de gas o liquido, pasemos entonces a enumerar las principales ventajas y desventajas que presenta este sistema de contacto de dos fases. Entre los aspectos más ventajosos se destacan los siguientes:
* El comportamiento como fluido con todas sus consecuencias y ventajas que ello presenta, de partículas sólidas debido a la fluidización.
* La rapidez con que se mezclan las partículasfacilita el control de variables termodinámicas en todo el lecho pues serán constantes en la torre.
* Las velocidades de transferencia de calor y masa entre gas y partículas son mayores que en otros sistemas de mezclado.
* La capacidad de transferencia de calor entre un lecho fluidizado y un objeto inmerso en el es alta, por lo que los intercambiadores de calor dentro de lechosfluidizados requieren una superficie de transferencia relativamente baja.

No obstante al margen de estas ventajas también presentan diversas desventajas que impiden su desarrollo en algunas aplicaciones.

* No todas las partículas ni todos los materiales son fluidificables, las partículas no deben de ser excesivamente grandes pues serian muy difíciles de sustentar por el gas debido a su alto...