Sistemas

INTRODUCCIÓN
La fluidización es un proceso en el que, en un lecho de partículas solidas se hace pasar un fluido hasta lograr una mezcla homogénea entre las partículas y el fluido. El fluido circula por los espacios vacios del lecho perdiendo presión. Si se va aumentando la velocidad del fluido, la caída de presión continuará en aumento y el rozamiento sobre las partículas individuales, hasta quese alcanza un punto en el que las partículas no permanecen por más tiempo estacionarias sino que comienzan a moverse y quedan suspendidas en el fluido.
En la industria el proceso de fluidización es muy utilizado para ciertas operaciones tales como la filtración, la extracción de solventes, absorción y reactores catalíticos. Un ejemplo de esto, es el interés existente en la combustión de carbónen lecho fluidizado con el fin de reducir el costo en las calderas y disminuir la emisión de contaminantes.
De acuerdo a este proceso se ha podido clasificar en etapas el comportamiento de un lecho, las cuales son de gran utilidad al momento de determinar el momento óptimo para realizar un proceso de absorción de la parte solida o también para facilitar el proceso de emulsión o homogenización deuna solución. Estas etapas fundamentales son: lecho fijo, lecho pre-fluidizado, lecho fluidizado discontinuo y lecho fluidizado continuo.
Uno de los principales problemas con la fluidización es el definir correctamente los parámetros y patrones de comportamiento del fluido y el sólido. Un ingeniero debe basarse en los datos experimentales y en la escasa teoría disponible sobre el medio al momentode diseñar un sistema centrado de este fenómeno.
Con el presente trabajo se pretende estudiar este fenómeno y determinar los parámetros que rigen el comportamiento de los lechos fijos y fluidizados. De esta forma es posible calcular las velocidades, alturas y porosidades del lecho en cada una de las etapas descritas anteriormente lo cual ayuda a acondicionar el lecho al proceso que se deseedesarrollar.

MARCO TEORICO
El Fenómeno de Fluidización
La fluidización es el fenómeno por el cual un lecho de partículas solidas se suspenden en el seno de un gas o un líquido, adquiriendo un comportamiento semejante al de un fluido (Barreira, 2007). Un lecho consiste en una columna formada por partículas sólidas, a través de las cuales pasa un fluido el cual puede ser librado de algunasimpurezas y sufre una caída de presión. Si el fluido se mueve a velocidades bajas a través del lecho no produce movimiento de las partículas, pero al ir incrementando gradualmente la velocidad llega un punto donde las partículas no permanecen estáticas sino que se levantan y agitan y es aquí donde entra el concepto de fluidización antes nombrado.
En relación con el comportamiento de los lechos se handesarrollado una gran variedad de métodos para describirlos, pero el mecanismo utilizado para los fines de esta práctica es el que se presenta a continuación (Gutiérrez y Meléndez, 2011):
* Lecho fijo: en esta etapa un fluido ascendente a baja velocidad atraviesa el lecho de las partículas solidas, se filtra a través de éstas mientras las mismas permanecen estacionarias. En un momento, lavelocidad alcanza un valor en el que las partículas comienzan a separarse sin haber ningún tipo de agitación.
* Lecho pre-fluidizado: si se sigue aumentando la velocidad del fluido llega un punto en el que la caída de presión es igual al peso de las partículas existentes y las mismas comienzan a moverse. La porosidad comienza a aumentar y la caída de presión aumenta de manera más lenta. En esta etapala velocidad superficial del fluido en estudio se denomina velocidad mínima de fluidización.
* Lecho fluidizado discontinuo: En esta etapa va a jugar un papel importante el fluido de trabajo que se esté utilizando. De esta forma podemos tener los siguientes tipos de fluidización:
1. Particulada: en sistemas fluidizados por líquidos se da lugar a una suave expansión del lecho la cual se...