Lechos porosos

Practica Nº 03: Lechos Porosos

I. Objetivos

* Determinar la constante de Kozeny (K’’)
* Determinar el Efecto de la pared (fw – Kp)
* Determinar el coeficiente de Resistencia (Ri)

II. Fundamento Teórico

Se considera un lecho poroso, al que está formado por partículas contiguas que dejan entre ellas huecos o espacioslibres; y a través de ellos circula el fluido. La cantidad de espacio libre depende de las variables siguientes:

* Porosidad de la capa.
* Diámetro de las partículas.
* Esfericidad o forma de las partículas.
* Orientación o disposición de las partículas.

Cuando la velocidad real del fluido aumenta, el caudal también lo hace; si el área se mantiene constante. Se puede distinguiretapas en el lecho, de acuerdo con lo señalado por Meléndez y Gutiérrez:

Lecho Fijo: Las partículas permiten el paso tortuoso del fluido sin separarse una de otras, esto hace que la altura del lecho se mantenga constante y por tanto la porosidad también; existe la mayor caída de presión del proceso.

Lecho Prefluidizado / Fluidización Incipiente: Estado de transición entre el lecho fijo y elfluidizado, en esta etapa existe Velocidad Mínima de Fluidización y la porosidad comienza a aumentar.

Fluidización Discontinua / Fase Densa: Cuando el movimiento de las partículas se hace mas turbulento formándose torbellinos.

Fluidizacion Continua: Todas las partículas son removidas por el fluido, por lo que el lecho deja de existir como tal, mientras que la porosidad tiende a uno.Instalacion experimental

La instalación experimental empleada en la práctica se ha esquematizado en la Figura 1. Consiste en una columna rellena con partículas esféricas de vidrio, la columna va provista en su parte inferior de una rejilla, destinada a soportar el sólido y a distribuir uniformemente el fluido.

El fluido se introduce por la parte inferior de la columna, la columna está provistade dos tomas de presión conectada a un manómetro diferencial que permiten determinar la pérdida de presión; también es posible medir la variación de la altura del lecho.

Figura 2. Instttalacion

III. Materiales y Metodología

Materiales y Equipos
* Producto alimenticio: habas
* Agua
* Probeta
* Papel milimetrado
* Manguera ¼ pulgada
* Anemómetro
* Cronometro* Compresor de aire
* Equipo de columna de lechos

Figura 2. Equipo de columna de lechos

Metodología
Determinar

Determinar P / L

Determinar kozeny

Determinar Coeficiente de Resistencia (Ri)

Efecto de pared

Hallar B

IV. Resultados

Datos

Datos obtenidos en el laboratorio
Volumen inicial = 130 cm3
Volumen con Habas = 224 cm3
Volumen desplazado = 94 cm3Numero de Habas = 50
Datos calculados
Volumen cada partícula = 1.88 cm3= 0.00000188 m3
Porosidad = 0.27692308
= 1
do = 0.0153129 m

Ao = 0.00073663 m2

Ap = 0.00073663 m2

dp = 0.0153129 m

Se realizaron tres experimentaciones en columna de lechos de habas.

Cuadro 1. Datos obtenidos y calculados en columna de lechos de habas (1º experimentación)

L (m) | h (mm) |Velocidad (m/s) | T (ºC) | P | B | P/VL | P/L | K'' | Ri |
0 | 0 | 0.7 | 23.1 | 0 | - | - | - | - | - |
0.045 | 2 | 0.7 | 22.6 | 111.716 | 5.17435E-09 | 3546.53 | 2482.572734 | 51.12762537 | 2.4264878 |
0.195 | 8 | 0.6 | 22.6 | 360.497 | 5.95585E-09 | 3081.17 | 1848.704655 | 44.41891699 | 1.8069397 |
0.345 | 13 | 0.6 | 22.2 | 637.803 | 5.95585E-09 | 3081.17 | 1848.704655 | 44.41891699 |1.8069397 |
0.495 | 18 | 0.8 | 23.3 | 1588.71 | 4.57415E-09 | 4011.89 | 3209.512424 | 57.83633376 | 3.1370049 |

T (promedio) = 22.76 ºC
Datos obtenidos por Tabla de Propiedades Físicas del aire (Geankoplis, C. 1998)
1.1959 kg/m3
0.000018351 Pa.s

Cuadro 2. Datos obtenidos y calculados en columna de lechos de habas (2º experimentación)
L (m) | h (mm) | Velocidad (m/s) | T (ºC) | P...