lechos porosos

FLUJO DE FLUIDOS A TRAVES DE
LECHOS POROSOS
En la dinámica de fluidos se ha estudiado diversos
métodos para determinar las relaciones existentes
entre la pérdida de presión y la velocidad cuando un
fluido se desplazaba a través de tuberías o
canalizaciones, suponiendo que no contenían más
que dicho fluido, sin embargo en muchas operaciones
de la industria alimentaria nos encontramos conla
necesidad de determinar la relación entre la pérdida
de presión y la velocidad, para el caso en que el
fluido se desplace a través de los intersticios
existentes entre las partículas que constituyen un
lecho poroso.

Ejemplos de aplicación de la teoría de Flujo de fluidos a
través de lechos porosos
LECHOS DE UNA SOLA FASE
Secado, extracción (Trasferencia de sustancias contenidas en elmaterial sólido hacia el fluido)
Intercambio ionico (transferencia de iones contenidos en el
fluido hacia el material inorgánico. Intercambio de sustancias
entre el material sólido y el líquido)
Procesos biotecnológicos (Transformaciòn de la composición del
fluido producido por acción de enzimas o microorganismos
inmovilizados en materiales inertes)
LECHOS DE DOS FASES
Absorcióngas-líquido ( Transferencia de un componente
específico de un fluido a otro)

El flujo de fluidos a través de columnas con partículas
o lecho poroso , se hace entonces a través de los
espacios que dejan las partículas, la dimensión de
estos canales depende de la porosidad del lecho,
diámetro
de
las
partículas,
orientación
y
empaquetamiento de las partículas, y rugosidad de
éstas, factores quea continuación se explica:

ε

Porosidad

S Area perpendicular
Lb altura del lecho
ρf Densidad del fluido
ρp Densidad de la
partícula

Caracterización de un lecho
poroso
Porosidad
La porosidad constituye la variable más sensible utilizada
en la definición de un medio poroso, y por tanto, tiene
que determinarse con un elevado grado de exactitud.
e= (Vl-VP) /Vl = 1- (ρL/ρP)
Laspartículas adyacentes a las paredes se empaquetan de
modo más suelto que las situadas en la parte central de la
capa granular, y por esto, poseen mayor porosidad. Esto
indica la gran importancia que tiene efectuar la
determinación de la porosidad de una capa en recipientes
de igual sección transversal que la capa o medio poroso
para la que se desea realizar los cálculos.

Superficieespecífica de la partícula (S)
Es el área de la partícula dividida por su volumen.
Sus unidades son (longitud)-1
Ejemplo: Superficie específica de una esfera S=6/D
Superficie específica del lecho (SB)
Es el área de la superficie en contacto con el fluido,
por unidad de volumen de cama, cuando las
partículas están empacadas. Sus unidades son
(longitud)-1
SB = S (1 – e)
Si entre las partículasexiste un contacto puntual, y no
se pierde más que una pequeñísima parte de la
superficie, es decir, toda la superficie puede ser mojada

Rugosidad
La rugosidad de las partículas tiene menor
significación que las otras variables, pero puede
adquirir cierta importancia en la región de turbulencia
elevada. Los datos experimentales en las regiones de
flujo laminar y comienzos de laturbulencia indican
que la rugosidad ejerce un pequeño influjo sobre la
disminución de presión y no debe incluirse en las
ecuaciones del flujo de los fluidos por medios porosos
en dichas condiciones de flujo. Como los casos de
flujos muy intensos a través de capas porosas no son
frecuentes, la influencia de la rugosidad sobre las
pérdidas de presión puede despreciarse.

Orientación
Es másfrecuente el ordenamiento al azar, en aparatos
de absorción se emplean lechos orientados.
Arreglo ordenado (ΔP bajo, requerimiento de potencia
menor, costo elevado).
Arreglo al azar ( ΔP elevado, requerimiento elevado de
potencia, costo bajo)

ELEMENTOS DE UNA TORRE
Cuerpo de la Torre
Esta puede ser de madera,
metal, porcelana, ladrillo,
metal cubierto de plástico o
vidrio. Para...