fluidez

CAPÍTULO 3
PRINCIPIOS DE FLUIDIZACIÓN
3.1 ESTADO FLUIDIZADO
La fluidez de un líquido tiene su origen en la movilidad de las partículas que lo
constituyen. Es posible separar las partículas de un sólido suficientemente para que ganen
esta movilidad, mediante el flujo constante de un líquido o un gas a una velocidad
suficiente. Cuando este líquido tiene una velocidad pequeña, los intersticiosentre las
partículas ofrecen la suficiente resistencia para provocar una caída de presión. Ésta aumenta
conforme la velocidad del fluido se incrementa, pero llega un momento en que se iguala al
peso de las partículas que comienzan a separarse una de otras. Se dice entonces que están
flotando hidrodinámicamente, o en estado fluidizado. Es posible que la velocidad del fluido
siga elevándose;esto tiene como resultado que el espacio entre partículas se haga aun
mayor, pero sin tener efecto en la diferencia de presión.

3.2 ACARREO, ARRASTRE Y ELUTRACIÓN.
Comúnmente los términos acarreo, arrastre, y elutración son utilizados de la misma
manera para describir la eyección de partículas de la superficie con burbujas de un lecho
fluidizado y su remoción de la corriente de gas. Eltérmino elutración también describe la
técnica utilizada para determinar el tamaño de partículas más pequeñas que los agujeros de
un tamiz. Esto implica hacer pasar aire o agua a través de un tubo con una velocidad
conocida hacia arriba a través de una muestra de polvo hasta que no más sea transportado.
El polvo recolectado es pesado y su tamaño se calcula utilizando la ley de Strokes.
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La terminología y proceso que ocurre durante el "arraste" es mejor ilustrado con una serie
de experimentos. Imaginemos una columna vertical en la cual se pueden introducir
partículas sólidas. Primero se pondrá dentro una sola partícula. Las partículas contenidas
cercanas a las paredes tienen la menor velocidad, conforme se van alejando de la pared la
velocidad tiende a aumentar hastaque ésta alcanza el estado estable también conocido
como "steady falling rate", a éste punto se le conoce como velocidad terminal (Geldart,
1986).

Ahora se hará pasar aire hacia arriba del tubo, a una velocidad superficial igual a la
velocidad terminal de las partículas y se vierten una vez más las partículas. La forma en que
se comportan ahora depende de ciertos factores. Si el flujo degas es laminar, respecto a la
columna se presentará una distribución de velocidad parabólica a través del tubo, la
velocidad en la parte central del tubo será dos veces la velocidad presente cerca de las
paredes del mismo, y cero en la pared. Dependiendo de su posición radial la partícula se
moverá hacia arriba o hacia abajo (figura 3.1). Si el flujo de gas es turbulento no solamente
lavelocidad a través del tubo varía, también se presenta una fluctuación de velocidades
respecto del tiempo, haciendo que el movimiento de las partículas sea impredecible.

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Figura 3.1 Movimiento de una partícula por un tubo (a) sin un flujo de gas hacia arriba (b) con un flujo de 
gas hacia arriba 

3.3 MÉTODOS DE FLUIDIZACIÓN

Es importante clasificar los sistemas gas-liquida-sólidode acuerdo a su
comportamiento hidrodinámico. El comportamiento fluidinámico se caracteriza por el tipo
de operación, dirección de flujo, continuidad de las fases e inherentemente relacionado con
el estado de movimiento de la fase sólida. La clasificación de los sistemas fluidizados
puede ampliarse de la siguiente forma gas-liquido, gas-sólido, liquido-sólido, aunque es
conveniente y prácticoextender esta clasificación de acuerdo al estado de las partículas en
movimiento de manera similar para los sistemas gas-sólido o líquido-sólido. El estado de
partículas en movimiento puede subdividirse en tres regímenes básicos de operación:
régimen de lecho fijo, régimen de lecho expandido, régimen de transporte. El régimen de
lecho fijo se presenta cuando las fuerzas de arrastre...