Practica 2. Fluidizacion

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Resumen Se da el nombre de fluidización al proceso de contacto que ocurre entre un sólido y un fluido (gas o líquido) en el cual el lecho formado por partículas sólidas finamente divididas se levanta y se agita por medio de una corriente ascendente de fluido. Existen 2 tipos de fluidización, la continua es donde todas las partículas son removidas por el fluido, por lo que el lecho deja de existir como tal y la porosidad tiende a 1. La Fluidización discontinua también se conocida como fase densa y es cuando el movimiento de las partículas se hace más turbulento formándose torbellinos. Dentro de esta etapa se pueden distinguir dos tipos de fluidización: Particulada: se manifiesta en sistemas líquido-sólido, con lechos de partículas finas en los cuales se manifiesta una expansión suave. Agregativa: se presenta en sistemas gas-sólido. La mayor parte del fluido circula en burbujas que se rompen en la parte superior dando origen a la formación de aglomerados. Los objetivos de la práctica son: Elaborar una tabla inicial de Q, L y ∆P partiendo de cero Determinar la porosidad para cada una de las lecturas. Determinar las velocidades superficiales para cada punto utilizando la ecuación de Ergun. Realizar una gráfica de ∆P vs. V superficial y compararla con el comportamiento teórico representado en la Figura 1.

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Resumen

Se da el nombre de fluidización al proceso de contacto que ocurre entre un sólido y un fluido (gas o líquido) en el cual el lecho formado por partículas sólidas finamente divididas se levanta y se agita por medio de una corriente ascendente de fluido.

Existen 2 tipos de fluidización, la continua es donde todas las partículas son removidas por el fluido, por lo que el lecho deja de existir como tal y la porosidad tiende a 1. La Fluidización discontinua también se conocida como fase densa y es cuando el movimiento de las partículas se hace más turbulento formándose torbellinos. Dentro de esta etapa se pueden distinguir dos tipos de fluidización:

Particulada: se manifiesta en sistemas líquido-sólido, con lechos de partículas finas en los cuales se manifiesta una expansión suave.

Agregativa: se presenta en sistemas gas-sólido. La mayor parte del fluido circula en burbujas que se rompen en la parte superior dando origen a la formación de aglomerados.

Los objetivos de la práctica son:

Elaborar una tabla inicial de Q, L y ∆P partiendo de cero

Determinar la porosidad para cada una de las lecturas.

Determinar las velocidades superficiales para cada punto utilizando la ecuación de

Ergun.

Realizar una gráfica de ∆P vs. V superficial y compararla con el comportamiento

teórico representado en la Figura 1.

Reconocer e interpretar el incremento de presión de fluidización ΔPm , la porosidad

de fluidización εm y la velocidad superficial de fluidización Vm .

Para alcanzar los objetivos se conto con un aparato de fluidización de lechos sólidos. En el

cual se utilizo agua como fluido y para los sólidos se utilizaron pequeñas esferas de 0.4cm

de diámetro y 2500kg/m3 de densidad.

El aguade fluidización es suministrada a una conexión existente en el fondo de la columna

por una bomba centrifuga del laboratorio, su volumen se mide con un medidor de flujo y

se regula con la válvula (V-301)

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Para la realización del experimento se inicio midiendo la altura inicial del lecho (sin

suministrar agua), hecho esto se procedió a variar el volumen que circulaba por el lecho

cada 3 minutos, para luego medir el diferencial o caída de presión por el manómetro que

se encontraba incorporado al sistema; del mismo modo se tomaron las medidas de las

diferentes alturas del lecho por cada periodo de tiempo.

Cuando la velocidad aumenta también debería aumentar la caída de presión. Una vez

realizado el experimento y calculado los valores necesarios se pudo observar que

experimentalmente se daba el mismo comportamiento.

También se pudo determinar una vez hecho los cálculos necesarios todos los putos

de los ejes (X,Y) y se pudo graficar la curva experimental del proceso: esta fue

comparada con la curva teórica para dar como resultado la ubicación de las diferentes

etapas de fluidización tales como: el lecho estático (comportamiento lineal creciente

brusco), región intermedia (ascenso y descenso de la curva), etapa de fluidización

discontinua(menor comportamiento lineal creciente) y la etapa de fluidización continua

(comportamiento lineal creciente constante).

También al hacer las comparación se logro observar la tendencia creciente de la curva

que representa la experiencia realizada definiendo así la relación entre la velocidad de

fluidización y la presión y como el aumento de cualquier de estos parámetros produce

el aumento del otro.

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Fundamento Teórico

Cuando un fluido fluye a través de de un lecho de partículas contenido en un tubo, ejercerá

una fuerza de empuje sobre las partículas y desarrollará una caída de presión al atravesar el

lecho, la cual se incrementa al aumentar su velocidad superficial (la velocidad superficial es

la que se calcula suponiendo el paso del fluido por el tubo vacío). Si el lecho no tiene

ninguna restricción y el fluido fluye hacia arriba, se alcanzará una condición en la cual al

incrementarse la velocidad del fluido la fuerza de empuje causará que el lecho se expanda y

de esta forma, ofrecer menor resistencia al flujo hasta que la fuerza es suficiente para

soportar el peso de las partículas en el lecho. El lecho se vuelve fluidizado y el sistema

fluido/sólido muestra propiedades de un fluido lo que permite que los sólidos puedan ser

llevados a otra parte o recipiente. La caída de presión a través del lecho permanece

constante con los aumentos sucesivos de la velocidad del fluido, igualando el peso efectivo

del lecho por unidad de área.

(1)

Donde ∆Pes el diferencial de presión medidos en el tuvo en U,pes la densidad del fluido

dentro del tubo en U y g es la aceleración de gravedad.

Mecanismo de la fluidización. Supóngase un tubo vertical, corto y lleno parcialmente con una

sustancia granular, como arena fina. Cuando entra aire con velocidad baja por la parte

inferior del tubo, el flujo ascendente a través de la arena no da lugar a movimiento de las

partículas. Se aumenta ahora lenta y progresivamente la velocidad del aire; a medida que

esto ocurre aumenta la caída de presión del aire que circula a través del lecho, como indica

el segmento rectilíneo OA de la Figura 1. Llega un momento en que la caída de presión es

igual a la fuerza de gravedad sobre las partículas y los granos comienzan a moverse, éste es

ΔPm=ΔP1000mm

∗1m∗ρP∗g

ΔP1=1mm1000mm

∗1m∗994 Kg/m3∗9 .81m/ seg2=9 .7511Pa

ΔP2=15mm1000mm

∗1m∗994 Kg/m3∗9 .81m/ seg2=146 .2671Pa

ΔP3=18mm1000mm

∗1m∗994 Kg/m3∗9 .81m/seg2=175 .5205 Pa

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el punto A de la gráfica. Al principio, el lecho se expansiona lentamente manteniendo los

granos todavía en contacto; la porosidad aumenta y la caída presión aumenta ahora más

lentamente. Cuando se alcanza el punto B, el lecho está en la condición menos compacta

posible, manteniéndose los granos todavía en contacto. Al aumentar aún más la velocidad,

los granos se separan y comienza la verdadera fluidización. La caída de presión disminuye a

veces un poco desde el punto B al F. A partir del punto F el movimiento de las partículas es

cada vez más intenso, formándose torbellinos y desplazándose al azar. El contenido del tubo

se parece a un líquido en ebullición, y se ha dado el nombre de “lecho hirviente” a los sólidos

fluidizados de este modo.

La velocidad lineal del fluido entre las partículas, es mucho mayor que la velocidad en el

espacio situado por encima del lecho. Por consiguiente, casi todas las partículas caen al lecho

una vez que el fluido abandona éste. Incluso en una fluidización intensa, solamente los

granos más pequeños son arrastrados por el fluido y transportados por el mismo. Si se

supone ahora que la velocidad del fluido se aumenta todavía más; la porosidad del lecho

aumenta, el lecho de sólidos se expansiona y disminuye su densidad. El arrastre llega a ser

apreciable y finalmente completo. En el punto P, todas las partículas han sido arrastradas por

el fluido, la porosidad se aproxima a la unidad y el lecho deja de existir como tal. El

fenómeno se transforma entonces en el flujo simultáneo de dos fases. Desde el punto F al P

y posteriormente, la caída de presión aumenta con la velocidad del fluido, pero mucho más

lentamente que cuando las partículas sólidas estaban en reposo.

La fluidización sin arrastre de sólidos se denomina fluidización discontinua, actualmente se

aplica en muchos procesos catalíticos y a otras operaciones, tales como el secado de

cristales. Las principales ventajas de la fluidización discontinua son: Asegura el contacto del

fluido con todas las partes de las partículas sólidas; mantiene una uniformidad completa de

los sólidos debido a la total agitación del lecho; y hace que las variaciones de temperatura

sean mínimas en reactores de gran tamaño, a causa también de la vigorosa agitación.

Cuando el arrastre es completo, se dice que la fluidización es continua y su principal

aplicación radica en el transporte de sólidos de un lugar a otro en una instalación industrial;

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a veces el fluido es un líquido, en el que están suspendidos los sólidos para formar un lodo

que se puede bombear.

Figura 1.Caída de presión en sólidos fluidizados

En esta Unidad de Fluidización de Lechos Sólidos, el fluido es aire y la unidad es operada a

una presión ligeramente superior a la presión atmosférica. La porosidad del lecho cuando

ocurre una verdadera fluidización es la porosidad mínima para fluidización m. Esta porosidad

mínima puede ser encontrada experimentalmente cuando el lecho se expande a una

condición de espacios vacíos entre partículas antes que se presente el movimiento de las

partículas.

(2)

Donde L0, L son las alturas del lecho a valor cero de velocidad superficial y velocidad de

fluidización mínima respectivamente. ε0, ε son los espacios vacíos en el lecho a valor cero de

velocidad superficial y velocidad de fluidización mínima respectivamente.

ε 0=V poro

V T

=10 . 7424cm 3

25cm 3=0 . 4297

ε=1−L0∗(1−ε 0)L

ε 1=1−45∗(1−0 . 4297 )160

=0 . 8931

ε 2=1−45∗(1−0 . 4297 )490

=0 . 9651

ε 3=1−45∗(1−0 . 4297 )780

=0 . 9781

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ε 0=volumen de canales vacíos en lechovolumen total del lecho (canales+sólidos)

Caída de Presión y velocidad superficial mínima. Como una primera aproximación, la caída

de presión al inicio de la fluidización puede ser determinada de la forma siguiente. La fuerza

obtenida de la caída de presión por el área transversal debe ser igual a la fuerza gravitacional

ejercida por la masa de las partículas menos la fuerza de flotación del fluido desplazado.

p S0 = Lm S0 (1 - m) (p - ) g

Arreglando términos,

ΔpLm

=(1−εm)( ρ p− ρ)g(3)

Figura 2. Esquema de lecho fluidizado

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La caída de presión a través de un lecho empacado es una función del Número de Reynolds.

Para los flujos laminares y turbulentos, Ergun propuso la ecuación general siguiente:

Δp=150 μVLDp

¿(1−ε )2

ε 3+

1 .75 ρ (V )2 L

Dp'

(1−ε )ε3

(4)

Donde el primer término de la ecuación es para flujo laminar NRc< 10, y el segundo es para

flujos muy turbulentos. V es la velocidad superficial basada en sección transversal vacía.

Factores Geométricos.Muchas partículas en lechos empacados a menudo presentan formas

irregulares. Se define como diámetro equivalente D'p al diámetro Dp de una esfera que

tenga el mismo volumen de la partícula.

Sustituyendo V por Vm, pormy L por Lm en la ecuación 4 y combinando el resultado con

la ecuación 3, se puede calcular la velocidad mínima del flujo Vm al momento de iniciarse la

fluidización.

1. 75 Dp2 (V m)2 ρ2

εm3 μ2

+150(1−εm )DpVm ρ

εmf3 μ

−Dp

3 ρ( ρ p−ρ) g

μ2=0

(5)

Donde es la viscosidad del fluido.

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Para lechos fluidizados, definiendo un Número de Reynolds como:

NRe.m=DpVm ρ

μ

La ecuación 5 se convierte en:

1.75(NRe.m )2

εm3

+150 (1−εm)(NRe.m)

εm3

−D p

3 ρ( ρ p−ρ)g

μ2=0

(6)

Cuando NRe.m < 20(partículas pequeñas), el primer término de la Ec. (6) se puede

descartar y cuando NRe.m >1000 (partículas grandes), se descarta el segundo término.

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Descripción del Equipo Experimental

La columna principal de fluidización tiene una altura de 72 cm está hecha de un cilindro

acrílico de 1 pulgada de diámetro la cual se tapó en un extremo y se le añadió una

conexión para manguera de 5/16 para permitir la entrada del aire a la columna; en el

extremo superior e inferior se le montó una toma de presión tipo grapa para manguera de

5/16”, se colocó una cinta métrica al costado de la columna principal para medir la altura

del lecho; también se le agregaron 5 piezas del mismo material y una manguera en forma

de arco de 1 pulgada de diámetro y 1 m de largo que se utiliza para que el lecho en la

columna pueda ser transportado y recirculado nuevamente a su posición inicial, a la

entrada de la columna a una altura de 12 cm se tiene una reducción que permite

aumentar la velocidad del aire y así mover las partículas; en unos de los brazos de las

piezas acrílicas conectadas a la columna principal se encuentra fijo un silo T-201 que se

emplea como almacenamiento de las partículas utilizadas como relleno de la columna.

Además se cuenta con 3 válvulas V-201, V-202 y V-203 que sirven para mantener el lecho

fluidizado y a su vez suministran entrada y salida del lecho a la torre (Ver figura 3). La

columna se puede rellenar con diferentes tipos de esferas tales como: polietileno lineal y

polietileno de baja densidad, con diámetros y pesos diferentes a objeto de conseguir un

lecho con mejor comportamiento experimental.

El aire de fluidización es suministrado por un compresor a una presión máxima de 700 KPa.

El caudal se regula con un Rotámetro instalado en la mesa de trabajo y con ayuda de una

válvula deslizante que forma parte del compresor. El aire entra al Rotámetro y esta a su vez

está conectada a la cámara de fluidización por una manguera conectada a una conexión

existente en el fondo del cilindro.

Al atravesar el lecho, el aire sube por la cámara y se escapa a la atmósfera a través de la

malla colocada en la manguera en forma de arco, y las partículas son retenidas en el silo T-

201 al alcanzar la fluidización continua. Las lecturas de longitud en el lecho serán

Page 10: Practica 2. Fluidizacion

determinadas a través de la cinta métrica. La presión será medida con un manómetro

diferencial en forma de “U”.

Figura 3. Diagrama de la columna C-201

Page 11: Practica 2. Fluidizacion

Procedimiento Experimental

1. Al iniciar el experimento se deben cerrar todas las válvulas de la Unidad de

Fluidización de Sólidos, así como también la llave que regula el flujo de aire del

rotámetro.

2. Se seleccionan las partículas con las que se va a trabajar, las cuales deben ser

colocadas dentro del silo T-201; seguidamente se abrirá la válvula V-204 para dejar

pasar las partículas a la columna principal C-201, la cual debe ser llenada a una altura

de 3cm aproximadamente y tomar este valor como “Lo” altura inicial.

3. Luego abrir la válvula V-201 completamente. Conectar el compresor a la corriente

eléctrica, a continuación se calibra la presión de salida del compresor, se abre la

perilla del rotámetro un poco para permitir la entrada de aire a la columna luego

abrir la válvula deslizante V-101 hasta que la presión de salida se encuentre en 30psi

y se regula el caudal abriendo la perilla del rotámetro hasta tener una lectura de

200L/min, si esta lectura no llega a 200L/min se aumenta la presión de salida del

compresor hasta tener una presión de 60psi y así lograra calibrar el rotámetro.

4. Luego se debe ir aumentando el caudal del rotámetro progresivamente hasta obtener

las tres etapas de fluidización.

5. Al final de la experiencia se deberán tener por lo menos cuatro (4) puntos en la tabla

de Q, L, P, que se van a ir midiendo a medida que se muestren las etapas de la

fluidización.

6. El experimento se debe realizar luego con otra partícula sólida.

7. Se calcula la porosidad para cada L, utilizando la ecuación 2. Con la ecuación 4 de

Ergun se obtienen las velocidades superficiales a partir de los valores de L y P

encontrados en la tabla Q, L, P y los valores calculados para El resto de variables

de la ecuación se encuentran especificadas como datos experimentales.

Page 12: Practica 2. Fluidizacion

8. Se hace una grafica de log P vs. log V superficial . Los valores iniciales en las pruebas

experimentales, cuando el lecho esta estacionario, muestran como lecturas 0, en la

escala Log no hay 0, para poder graficar se tomó como 0 un número cercano que

fue 0.01.

Figura 4. Diagrama de flujo del proceso

Page 13: Practica 2. Fluidizacion

Datos Suministrados

Material Granular:

Polietileno Lineal

Densidad: 0.90-0.93 g/cm3

Diámetro promedio de partículas: 0.3080 cm.

Porosidad inicial del lecho 0 : 0.3471

Polietileno de Baja Densidad

Densidad: 0.915-0.935 g/cm3

Diámetro promedio de partículas: 0.4207 cm.

Porosidad inicial del lecho 0: 0.3891

Columna Principal C-201 de Fluidización

Diámetro Nominal: 25,4 mm.

Longitud Nominal: 117 mm.

Densidad del aire: 1.16 kg /m3

Viscosidad del aire: 0,018 PA*s

Densidad del agua: 994 Kg/m3

Conversión Presión: 1mm H20 = 9.81 N m–2

Page 14: Practica 2. Fluidizacion

Datos Experimentales

Prueba

Volumen en

Tiempo=0min

(m3)

Volumen en

Tiempo=3min

(m3)

Altura del

lecho

(cm)

∆P(cmhg)

1 0 0 102 0

2 143.562 143.578 100.5 1.3

3 143.583 143.612 94 1.3

4 143.615 143.651 88 1.5

5 143.660 143.706 77 1.5

6 143.712 143.767 64 1.5

7 143.777 143.838 52 1.7

8 143.850 143.916 36 1.6

Page 15: Practica 2. Fluidizacion

Resultados

Valores de Q, L, y ∆P

Caudal

Q (m3/min)

Altura lecho

L (cm)

Diferencial de presión

∆P(Pa)

0 102 0

0.00533 100.5 1728.9242

0.00966 94 1728.9242

0,012 88 1994.9126

0.0153 77 1994.9126

0,0183 64 1994.9126

0.0203 52 2260.9009

0.022 36 2127.9067

Page 16: Practica 2. Fluidizacion

Valores de porosidad y altura de lecho

Altura lecho L (cm) Porosidad0

102 0.3471

100.5 0.3374

94 0.2915

88 0.2432

77 0.1351

64 -0.0406

52 -0.2807

36 -0.8499

Valores de velocidad superficial

Diferencial de presión ∆P(Pa) Velocidad superficial V (cm/s)

0 0

1728.9242 0.4704

1728.9242 1.2388

1994.9126 1.9798

1994.9126 2.9306

Page 17: Practica 2. Fluidizacion

1994.9126 4.056

2260.9009 4.84334

2127.9067

Una vez realizados todos los cálculos se pueden hallar los valores de los ejes X, Ypara

formar la curva experimental usando el logaritmo de base 10 para la caída de presión y la

velocidad.

Log Diferencial de presión

Log∆P(Pa)

Log Velocidad superficial

Log V (cm/s)

3.4248 -0.2779

3.3791 0.093

3.3791 0.2966

3.446 0.4669

3.4512 0.6081

3.4856 0.6841

Page 18: Practica 2. Fluidizacion

Curva Experimental

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.80

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

Valores Y

Valores Y

Curva Teorica

Page 19: Practica 2. Fluidizacion

Análisis de Resultados

La curva experimental obtenida representa de forma aproximada el comportamiento o tendencia que tiene la velocidad del fluido con respecto a la caída de presión. Se observa que a medida que aumenta el diferencial de presión también aumenta la velocidad superficial lo cual confirma la relación de dependencia entre ambos parámetros.

Al realizar la comparación de la curva experimental con la teórica se pudo ubicar las diferentes áreas o etapas de fluidización que se presentan en la curva que representa la experiencia, limitando así la zona de lecho estático, la región intermedia, la zona de fluidización discontinua y por último la etapa de fluidización continua.

Teóricamente a medida que aumenta el caudal también aumenta el espacio vacío entre el lecho solido y de la misma forma también aumenta la altura, este hecho fue comprado también en la experiencia y se puede observar por medio de los datos presentes en las diferentes tablas mostradas anteriormente.

También se observa que al comparar las curvas teórica y experimental esta última presenta cierta desviación con respecto a la primera, aunque la curva experimental logra definir de buena manera la tendencia que presenta la curva y de ese modo poder evaluar que tan cercano estuvo nuestra experiencia práctica con la idealidad del proceso.

Page 20: Practica 2. Fluidizacion

La desviación que presenta la curva experimental con respecto a la teórica puede ser ocasionada por diferentes razones:

Los datos tomados están sujetos a errores humanos por los que carecen de total precisión o exactitud se toman como valores aproximados pero a pesar de esto sí funcionan para ser graficados e indicar una tendencia.

Las lecturas son tomadas mediante aparatos o instrumentos de medición. Para este experimento las presiones manométricas se obtuvieron midiendo la variación de altura de un manómetro conectado a la unidad de operación. El tiempo de uso produce desgaste en cualquier instrumento y esto puede producir un mal funcionamiento del instrumento de medición arrojando valores con desviaciones de su medida real.

los datos tomados en la experiencia dependían directamente del caudal que se hacía pasar por el lecho solido. El flujo del caudal está regulado por una válvula que es de fácil manejo pero a su vez carece de una gran precisión lo cual provoca medidas de alturas o presiones que pueden tener desviaciones.

Conclusiones

En un lecho de partículas con flujo ascendente, la circulación de un gas o un líquido

a baja velocidad no produce movimiento de las partículas.

Si se aumenta progresivamente la velocidad del fluido, aumenta la caída de

presión y el rozamiento sobre las partículas individuales.

Se alcanza un punto en el que las partículas no permanecen por más tiempo

estacionario, sino que comienzan a moverse y quedan suspendidas en el fluido, es

decir, “fluidizan” por la acción del líquido o el gas.

El comportamiento de un lecho relleno viene caracterizado principalmente por la

Porosidad del lecho.

Cuando comienza la fluidización, la caída de presión a través del lecho equilibra la

fuerza de gravedad sobre los sólidos, descontando el empuje del fluido.

Page 21: Practica 2. Fluidizacion

La curva experimental obtenida representa de forma aproximada el

comportamiento o tendencia que tiene la velocidad del fluido con respecto a la

caída de presión.

La porosidad mínima puede ser encontrada experimentalmente cuando el lecho se

expande a una condición de espacios vacíos entre partículas antes que se presente

el movimiento de las partículas.

Recomendaciones

Se recomienda el uso de nuevos aparatos de medición que puedan arrojar valores más

confiables para la determinación de las curvas de presión de vapor.

Reguladores de caudal automáticos crean mediciones muchos más exactos que

reguladores manuales.

El flujo de caudal debe manejarse con mucho cuidado sobre todo al final de la

experiencia puesto que al hacer pasar mas caudal por la columna para tomar la última

medida los sólidos se pueden depositar en el tope de la columna y pueden irse por

alguna tubería lo que podría ocasionar daños severos a la unidad de fluidización.

Calibrar el manómetro o reemplazarlo ya que debido al mal uso o simplemente por el

tiempo de antigüedad presenta daños y provoca desviaciones de las medidas reales.

Page 22: Practica 2. Fluidizacion

Realizar el experimento con todo el equipo completo de seguridad para garantizar la

protección personal, debido a que se manejan presiones de vacío y se corre el riesgo

de que exploten los recipientes.

Comprobar que el sistema no presente fugas antes de realizar el experimento para

evitar incidentes.

Apéndice

Calculo de caudal en cada periodo de tiempo:

Q=V (2 )−V (0)

t

Donde

Q: caudal de agua (m3/min)

V (2): volumen de agua en el minuto 2; (m3)

V (0): volumen de agua en el minuto 0; (m3)

Page 23: Practica 2. Fluidizacion

t: periodo de tiempo; min.

Para el punto 2:

Q=143.578m3−143.562m33min

Q=0.00533m3/min

De forma similar para el resto de las pruebas se halla cada caudal.

Calculo de caída de presión:

Donde:

∆Pm: diferencial de presión; Pa

∆P: diferencial de presión del tubo en U; cmHg

ρp: Densidad del fluido dentro del tubo en U; kg/ m3

g: gravedad 9.81m/s2

Para el punto 2:

∆ Pm=1.3cmHg100 cm

∗1m∗13557kgm3

∗9.81m

s2=1728.9242 Pa

De forma similar para el resto de datos.

Calculo de porosidad

ΔPm=ΔP100cm

∗1m∗ρP∗g

ΔP1=1mm1000mm

∗1m∗994 Kg/m3∗9 . 81m / seg2=9 . 7511Pa

ΔP2=15mm1000mm

∗1m∗994 Kg/m3∗9 . 81m / seg2=146 .2671Pa

ΔP3=18mm1000mm

∗1m∗994 Kg/m3∗9 . 81m /seg2=175 .5205 Pa

ε 0=V poro

V T

=10 . 7424cm 3

25cm 3=0 . 4297

ε=1−L0∗(1−ε 0)L

ε 1=1−45∗(1−0 . 4297 )160

=0 . 8931

ε 2=1−45∗(1−0 . 4297 )490

=0 . 9651

ε 3=1−45∗(1−0 . 4297 )780

=0 . 9781

Page 24: Practica 2. Fluidizacion

Donde

: porosidad del lecho

0: espacios vacios en el valor 0 de la velocidad superficial; 0.3471.

L: altura del lecho; cm

L0: altura del lecho en el valor 0 de la velocidad superficial; 102 cm

Para el punto 2:

ε=1−102cm∗(1−0.3471)

100.5cm=0.3374

Calculo de la velocidad superficial:

Δp=150 μVLDp

¿(1−ε )2

ε 3+

1 .75 ρ (V )2 L

Dp'

(1−ε )ε3

Donde

∆P: caída de presión a través del lecho; Pa

µ: viscosidad del fluido; Pa.s

V: velocidad superficial

L: altura del lecho; m

porosidad del lecho

Dp: diámetro de esfera o de la partícula; 0.000438m

Para el punto 2:

Page 25: Practica 2. Fluidizacion

2659,8834 Pa=

150∗0.7641∗10−3Pa . s∗V∗0 .24m(0 .000438 m) 2

∗(1−0.4450 )2

0.44503 +

1 .75∗994kgm 3

∗V 2∗0.22m

0 .000438m∗(1−0 .4450 ) 2

0 .44503

V= 0.005274 m/s

V= 0.5274 cm/s

De la misma forma para el resto de los valores se halla cada velocidad.

Con las velocidades y las caídas de presión se hace la grafica de la curva experimental.