Download - Fluidizacion 2012 Grupo 1

Laboratorio de Ingeniera Qumica IIFluidizacin

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE QUIMICA E INGENIERIA QUMICA EN INGENIERIA AGROINDUSTRIALDEPARTAMENTO ACADMICO DE OPERACIONES UNITARIASLABORATORIO DE INGENIERIA QUIMICA II

FLUIDIZACION

PROFESOR: Dr. Lama Ramrez, Ricardo Felipe

GRUPO N0 1

INTEGRANTES:

Chima Cerdn, Jos 08070025Fernandez Meza Erick08070028 Lpez Romero Richard 08070086 Rodrguez Carrillo Sol08070093

FECHA DE ENTREGA:18/04/2012

TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN5

INTRODUCCIN6

PRINCIPIOS TERICOS7-10

DETALLES EXPERIMENTALES11

TABULACIN DE DATOS Y RESULTADOS12-17

DISCUSIN DE RESULTADOS18

CONCLUSIONES 19

RECOMENDACIONES20

BIBLIOGRAFA21

APNDICE22-41EJEMPLO DE CLCULOS22-29GRFICAS30-41

ndice de Tablas

Tabla 1: Propiedades de los fluidos a 23C.12Tabla 2: Datos para calcular la densidad aparente de la arena...12Tabla 3: Datos para calcular la densidad absoluta de la arena... 12Tabla 4: Datos del lecho y de la columna de fluidizacin....12Tabla 5: Datos experimentales para la primera corrida (ascenso)13Tabla 6: Datos experimentales para la primera corrida (descenso)13Tabla 7: Datos experimentales para la segunda corrida (ascenso)13Tabla 8: Datos experimentales para la segunda corrida (descenso).14Tabla 9: Analisis granulomtrico de la arena..14Tabla 10: Porosidad y Factor de forma para el lecho esttico.14Tabla 11: Resultados Experimentales de la primera corrida y Cadas de presin utilizando los modelos matemticos (ascenso)..15Tabla 12: Resultados Experimentales de la primera corrida y Cadas de presin utilizando los modelos matemticos (descenso)15Tabla 13 Resultados Experimentales de la segunda corrida y Cadas de presin utilizando los modelos matemticos (ascenso)..16Tabla 14: Resultados Experimentales de la segunda corrida y Cadas de presin utilizando los modelos matemticos (descenso)16Tabla 15: Porcentaje de desviacin para el lecho fijo en la primera corrida (ascenso)16Tabla 16: Porcentaje de desviacin para el lecho fijo en la primera corrida (descenso.17Tabla 17: Porcentaje de desviacin para el lecho fijo en la segunda corrida (ascenso)17Tabla 18: Porcentaje de desviacin para el lecho fijo en la segunda corrida (descenso).17

ndice de Grficos

Grfico N1: Log P Vs. Log G, resultados de la primera corrida (ascenso).30Grfico N2: P Vs. G, resultados de la primera corrida (ascenso).30Grfico N3: Log P Vs. Log G, resultados de la primera corrida (descenso)..31Grfico N4: P Vs. G, resultados de la primera corrida (descenso).......31Grfico N5: Log Re Vs. Log P para la primera corrida. 32Grfico N6: P Vs. G, comparacin de flujos en ascenso y descenso de la primera corrida. 32Grfico N7: P Vs. V0, comparacin de flujos en ascenso y descenso de la primera corrida..33Grfico N8: Longitud de lecho Vs. G, comparacin de flujos en ascenso y descenso de la primera corrida..33Grfico N9: Longitud de lecho Vs. Vo, comparacin de flujos en ascenso y descenso de la primera corrida..34Grfico N10: P Vs. G, comparacin de resultados de la primera corrida para toda la operacin (ascenso)34Grfico N11: P Vs. G, comparacin de resultados de la primera corrida para lecho fijo (ascenso)..35Grfico N12: Log P Vs. Log G, resultados de la segunda corrida (ascenso).35Grfico N13: P Vs. G, resultados de la segunda corrida (ascenso)36Grfico N14: Log P Vs. Log G, resultados de la segunda corrida descenso)36Grfico N15: P Vs. G, resultados de la segunda corrida (descenso)..37Grfico N16: Log Re Vs. Log P para la segunda corrida. 37Grfico N17: P Vs. G, comparacin de flujos en ascenso y descenso de la segunda corrida38Grfico N18: P Vs. V0, comparacin de flujos en ascenso y descenso de la segunda corrida38Grfico N19: Longitud de lecho Vs. G, comparacin de flujos en ascenso y descenso de la segunda corrida39Grfico N20: Longitud de lecho Vs. Vo, comparacin de flujos en ascenso y descenso de la segunda corrida39Grfico N21: P Vs. G, comparacin de resultados de la segunda corrida para toda la operacin (ascenso)40Grfico N22: P Vs. G, comparacin de resultados de la segunda corrida para lecho fijo (ascenso)..40Grfica N23: Grfica de Cada de presin de columna vaca vs. Caudal.41

RESUMEN

En esta prctica se determina la cada de presin de un lecho de partculas conformado por un sistema solido (arena) - lquido (agua) trabajando a distintos caudales, para el cual se determina el flujo msico mnimo por unidad de rea de fluidizacin.Para determinar la cada de presin experimental en el lecho fijo se utiliza un manmetro que contiene CCl4, stas, se comparan con las ecuaciones propuestas por Max Leva, Carman-Kozeny y P. Ergun para los cuales se obtienen desviaciones promedio para la primera corrida en la zona de ascenso iguales a 11.46%, 3.89%, 15.83% y en la zona de descenso iguales a 41.62%, 35.13%, 28.22%. De manera similar se realiza la segunda corrida y se obtiene desviaciones iguales a 13.13%, 4.64%, 10.18%, para la zona de ascenso y de 47.18%, 41.31%, 37.56%, para la zona de descenso.

INTRODUCCIN

La fluidizacin es un proceso que tiene como fin de simular las propiedades de un fluido, separando partculas unas de otras utilizando un fluido. Esto puede realizarse de muchas formas. Por tanto, este arreglo de partculas adquiere propiedades muy especiales, las cuales son de potencial importancia para la industria qumica.Las aplicaciones de lecho fluidizado estn relacionadas con los fenmenos de transferencia de masa y transferencia de calor, lo que ha hecho que esta operacin sea una operacin de contacto moderna. Algunas aplicaciones se dan en procesos de cristalizacin, secado, adsorcin e intercambio inico; y bioreactores. Pero, sin duda, una aplicacin resaltante se da en los reactores de lecho fluidizado para reacciones catalticas heterogneas, tiles en la produccin de gasolinas y derivados.El objetivo de la prctica es obtener las grficas experimentales que definen la fluidizacin. El fenmeno se estudiar con partculas de arena y se compararan los resultados con ecuaciones presentes en la literatura.

PRINCIPIOS TERICOSLa fluidizacin de los slidos, que se obtiene al atravesar una corriente de fluido en un lecho de materia slida granular, constituye una operacin de caractersticas intermedias entre el desplazamiento de slidos en el seno del fluido.Cuando un fluido atraviesa, de abajo a arriba, un lecho de slidos granulares, cuyo tamao de partcula vara en varios lmites estrechos, se establece el gradiente de presin necesario para vencer el frotamiento.Si el flujo sigue aumentando, el gradiente de presin es mayor. Entonces existir un valor de P que se acerque al valor del peso del lecho por unidad de rea, hasta que las partculas comiencen a moverse. Este movimiento de las partculas slidas se provoca para velocidades lineales muy inferiores a las velocidades lmites que alcanzan las partculas slidas en sedimentacin libre y constituye el comienzo de la fluidizacin. Condiciones para la fluidizacin.-Considere un tubo vertical parcialmente lleno con un fino material granular, como se muestra en la Figura N1. El tubo est abierto por la parte superior y tiene una placa porosa en el fondo. El aire entra por debajo de la placa distribuidora con una baja velocidad de flujo y asciende a travs del lecho sin dar lugar a ningn movimiento de partculas. Si las partculas son muy pequeas, el flujo en los canales existentes entre ellas ser laminar y la cada de presin a travs del lecho ser proporcional a la velocidad superficial (Vo). A medida que aumenta la velocidad, aumenta la cada de presin, pero las partculas no se mueven y la altura del lecho permanece invariable. Para una cierta velocidad, la cada de presin a travs del lecho se equilibra, y un posterior aumento de la velocidad, provoca el movimiento de las partculas. Esto corresponde al punto A de la grfica.

Figura N1: Cada de presin y altura de lecho vs. Velocidad superficialAl aumentar ms la velocidad, las partculas estn lo suficientemente separadas para moverse en el lecho y entonces comienza la fluidizacin (punto B).Una vez que el lecho est fluidizado, la cada de presin a travs del lecho permanecer constante, pero la altura del lecho continuar aumentando con el flujo.Si se reduce en forma gradual la velocidad de flujo en el lecho fluidizado, la cada de presin permanece constante y la altura del lecho disminuye (lnea BC). Sin embargo la altura final del lecho ser mayor que la inicial para el lecho fijo, debido a que los slidos vertidos en el tubo tienden a empaquetarse mejor que los slidos que se asientan lentamente a partir de un estado fluidizado.En el punto B se considera la velocidad mnima de fluidizacin VOM. En la figura N2 se observa con mejor detalle la variacin de la presin con la velocidad superficial.

Figura N2: Influencia de la velocidad en la cada de presin en el lecho fijo.El punto B indica la cada de presin que equilibra el peso del lecho; mientras que la curva BC muestra un lecho inestable, debido a los pequeos movimientos y reajustes de partculas. En el punto C el lecho adquiere la mnima compacidad, y se conoce como punto crtico de fluidizacin. En el punto D la fluidizacin es ms completa, y en el punto E las partculas dejaran el lecho debido al gran flujo.En la fluidizacin, los parmetros a considerar son: Dp: Dimetro de la partcula : Porosidad : Esfericidad : Factor de forma

Velocidad mnima de fluidizacin.-Se entiende como velocidad mnima de fluidizacin como el valor necesario para que las partculas slidas se comporten como un fluido (empiecen a fluir). La velocidad mnima de fluidizacin se consigue cuando la cada de presin es mxima y su valor es igual al peso de las partculas en la seccin transversal del lecho.

La aparicin de la cada de presin mxima se debe a que al iniciar la fluidizacin, el fluido tendr que romper posibles agregaciones de partculas que se vayan formando.

Cuando se tiene que la velocidad del fluido es GMF, las partculas empiezan a moverse y al aumentar su valor el lecho se expansiona mientras la cada de presin se mantiene prcticamente constante por las razones expuestas con anterioridad.

Max Leva, Shivai y Wen sugirieron una correlacin a fin de predecir la velocidad mnima de fluidizacin en base a datos de sus trabajos experimentales.

f: Densidad del fludoS: Densidad del slidoDp: Dimetro de partcula: Viscosidad del fluido

Cada de presin en un lecho esttico.-

Existen 3 ecuaciones que describen la cada de presin que sufre el lecho esttico al paso de un fluido en flujo laminar:

a. Ecuacin de Carman Kozeny:

Esta ecuacin ha sido usada con xito para calcular la prdida de presin para flujo laminar a travs de lechos empacados, originalmente Kozeny us el modelo simplificado formado por cierto nmero de tubos capilares paralelos de igual longitud y dimetro, para describir el lecho empacado.Fue Carman quien luego de muchos resultados experimentales propuso K = 150b. Ecuacin Max Leva:

Los datos experimentales de Leva se encontraban todos ellos en la gama de nmero de Reynolds relativamente grandes.Leva en sus trabajos presentados (sistemas slido-gas) muestra que el valor de la constante K =200

Donde n=1 si es laminar, y n=2 si es turbulento

c. Ecuacin Sabri Ergun:

Sabri y Ergun desarrollan otra correlacin a fin de predecir la cada de presin en lechos empacados. Asumen que la prdida en el lecho esttico puede ser tratada como una suma de prdidas viscosa y cintica. Energa Viscosa: Energa Cintica: 1.75. (1- )/ 3Ecuacin:

Fue obtenida ajustando los datos para esferas, cilindros y slidos triturados, tales como coque y arena.

DETALLES EXPERIMENTALESEQUIPO Y MATERIAL

Una columna de vidrio de 5cm de dimetro interno y 132cm de longitud. Arena de ro (material del lecho poroso). Un tanque con dimensiones aproximadamente de 60 x 60 x 70cm. Sistema de vlvulas instaladas en el equipo de fluidizacin. Bomba centrfuga. Manmetro en U (CCl4). Cronmetro. Probeta graduada de 50mL. Probeta graduada de 100mL.

PROCEDIMIENTO

1. Medir la altura inicial del lecho en la columna (lecho fijo).2. Verificar que el manmetro este calibrado.3. Regular el flujo de agua con la vlvula hacia el fluidizador con el fin de que se estabilice el lecho con flujo de agua. Luego ir aumentando el caudal gradualmente hasta que el lecho empiece a fluidizar completamente (cada de presin constante) y luego hacemos el proceso inverso cerrando la vlvula.4. Medir los caudales en el tanque de descarga con la probeta y el cronometro.5. Tomar los datos de cada de presin en el manmetro para caudal tanto para la forma directa como para la inversa.6. Todo este procedimiento se realiz 2 veces (2 corridas).

TABULACION DE DATOS Y RESULTADOS

Tabla N1: propiedades de los fluidos a 23C

Densidad del Agua (Kg/m3)997.62

Viscosidad del Agua (cp)0.993

Densidad del CCl4 (Kg/m3)1595.0

Tabla N2: Datos para calcular la densidad aparente de la arena

PRUEBA 1PRUEBA 2

peso(g)volumen(mL)peso(g)volumen(mL)

Probeta128.9---Probeta128.9---

Probeta + arena203.2---Probeta + arena266.9---

Arena---53Arena---100

Tabla N3: Datos para calcular la densidad absoluta de la arena

PRUEBA 1PRUEBA 2

peso(g)volumen(mL)peso(g)volumen(mL)

probeta158---probeta93.1---

agua66agua25

probeta + agua (22C)223.0probeta + agua (26c)118.1

probeta + agua + arena310.6---probeta + agua + arena163.0---

agua + arena---100agua + arena---43

Tabla N4: Datos del lecho y de la columna de fluidizacin

Datos del lecho y columna

Peso del lecho de silice (g)650

Densidad aparente de lecho Kg/m31400

Tamao de partculas (mm)0,614

Altura inicial del lecho de silice (cm)24,4

Dimetro interno de la columna (m)0,05

Tabla N5: Datos experimentales para la primera corrida (ascenso) MedicinPTotal (mm CCl4)PLecho (mm CCl4)Lecho (cm)Q (mL/s)Vo (m/s)G (Kg/m2s)Re

122.0021,9424.400.470.00020.240.16

236.5036,3924.400.800.00040.400.27

362.0061,8224.401.350.00070.690.45

4121.00120,6624.402.520.00131.280.84

5180.00179,4924.403.820.00191.941.28

6242.00241,3424.604.990.00252.531.67

7311.00309,9825.007.800.00403.962.61

8371.00369,2027.5014.190.00727.214.74

9382.00379,5830.2020.020.010210.176.69

10386.00383,4431.1021.450.010910.907.17

11399.00395,8934.2027.630.014114.049.24

12412.00408,3937.9034.650.017617.6011.59

13475.00470,0056.5064.650.032932.8521.62

Tabla N6: Datos experimentales para la primera corrida (descenso) MedicinPTotal (mm CCl4)PLecho (mm CCl4)Lecho (cm)Q (mL/s)Vo (m/s)G (Kg/m2s)Re

1433.004,0847.7043.400.022122.0514.51

2375.002,1129.0017.010.00878.645.69

3340.001,5227.2011.810.00606.003.95

4274.001,1026.408.360.00434.252.79

5102.000,4326.003.180.00161.621.06

62.00025.800.000.00000.000.00

Tabla N7: Datos experimentales para la segunda corrida (ascenso)MedicinPTotal (mm CCl4)PLecho (mm CCl4)Lecho (cm)Q (mL/s)Vo (m/s)G (Kg/m2s)Re

128.0027,9224.400.590.00030.300.20

293.0092,7324.402.000.00101.020.67

3188.00187,4824.403.930.00202.001.32

4237.00236,3224.505.150.00262.621.72

5241.00240,3024.505.270.00272.681.76

6336.00334,9924.507.670.00393.902.57

7332.00330,9824.707.730.00393.922.58

8346.00344,9125.108.350.00434.242.79

9372.00370,5426.1011.320.00585.753.79

10385.00383,1427.8014.730.00757.484.93

11384.00381,6829.6019.020.00979.666.36

12392.00389,3831.1022.030.011211.197.37

13419.00415,3237.8035.820.018218.2011.98

14436.00431,9341.6043.290.022022.0014.48

Tabla N8: Datos experimentales para la segunda corrida (descenso) MedicinPTotal (mm CCl4)PLecho (mm CCl4)Lecho (cm)Q (mL/s)Vo (m/s)G (Kg/m2s)Re

1445.004,3545.0049.760.025325.2816.64

2444.004,1943.0045.930.023423.3315.36

3423.003,6137.0034.630.017617.6011.58

4407.003,0433.3026.740.013613.598.94

5393.002,3730.0019.510.00999.916.52

6358.001,6827.4013.190.00676.704.41

7196.000,7826.905.830.00302.961.95

81.00026.100.000.00000.000.00

Tabla N9: Anlisis granulomtrico de la arena

MallaPeso (g)dp(mm)Fraccin retenida [x]xi/dpi

-16+180.00.00000.00

-18+25232.00.7930.3610.46

-25+35418.00.5450.6391.17

-35+450.00.0000 0.00

xi/dpi = 1.63

dP (mm)= 0.614

Tabla N10: Porosidad y factor de forma para el lecho esttico

Porosidad0.47

Esfericidad0.76

Factor de Forma1.32

Tabla N11: Resultados Experimentales de la primera corrida y Cadas de presin utilizando los modelos matemticos (ascenso)

MedicinPLecho (Pa)P Leva (Pa)P Carman (Pa)P Ergun (Pa)

1128,55143.35129.01108.68

2213,27241.20217.08182.87

3362,28409.32368.39310.34

4707,12762.52686.27578.13

51051,871158.291042.46878.19

61414,311523.961371.561155.43

71816,552421.892179.701836.23

82163,654847.954363.163675.62

92224,447509.856758.865693.82

102247,068286.417457.776282.59

112320,0411742.2610568.038902.75

122393,3016315.0214683.5212369.72

132754,3445384.7840846.3034409.83

Tabla N12: Resultados Experimentales de la primera corrida y Cadas de presin utilizando los modelos matemticos (descenso)

MedicinPLecho (Pa)P Leva (Pa)P Carman (Pa)P Ergun (Pa)

12513,6225718.0923146.2929013.00

22185,256130.065517.0510088.24

31983,613990.643591.586314.42

41599,312740.972466.884203.09

5595,261027.45924.701492.59

611,720.000.000.00

Tabla N13: Resultados Experimentales de la segunda corrida y Cadas de presin utilizando los modelos matemticos (ascenso)MedicinPLecho(Pa)P Leva (Pa)P Carman (Pa)P Ergun (Pa)

1163,62178.74160.86135.51

2543,44606.30545.67459.68

31098,661192.591073.33904.20

41384,881567.011410.311188.07

51408,231605.061444.551216.92

61963,152335.902102.311771.03

71939,672370.622133.561797.36

82021,252603.292342.961973.76

92171,483671.063303.962783.33

102245,335087.964579.163857.59

112236,766992.866293.575301.84

122281,908511.427660.286453.19

132433,9016820.8315138.7512753.22

142531,2322375.7520138.1716964.84

Tabla N14: Resultados Experimentales de la segunda corrida y Cadas de presin utilizando los modelos matemticos (descenso)MedicinPLecho (Pa)P Leva (Pa)P Carman (Pa)P Ergun (Pa)

14,3527819.0325037.1321163.69

24,1924535.9622082.3618666.06

33,6115921.0214328.9212112.13

43,0411062.989956.688416.31

52,377271.116544.005531.59

61,684489.824040.843415.69

70,771949.441754.501483.07

80,000.000.000.00

Tabla N15: Porcentaje de desviacin para el lecho fijo en la primera corrida (ascenso)%desviacin

MedicinLEVACARMANERGUN

110,320,3618,28

211,581,7516,62

311,491,6616,74

47,273,0422,31

59,190,9019,78

67,193,1222,41

724,9916,661,07

promedio11,723,9316,74

Tabla N16: Porcentaje de desviacin para el lecho fijo en la primera corrida (descenso)

%desviacin


441,6535,1761,95

542,0635,6360,12

Promedio41,8635,4061,03

Tabla N17: Porcentaje de desviacin para el lecho fijo en la primera corrida (ascenso)

% desviacin


18,461,7220,74

210,370,4118,22

37,882,3621,51

411,621,8016,57

512,262,5115,72

615,966,6210,85

718,189,097,92

822,3613,732,41

promedio13,384,7814,24

Tabla N18: Porcentaje de desviacin para el lecho fijo en la primera corrida (descenso)

% desviacin


653,4948,3238,87

741,3134,7922,86

promedio47,4041,5630,86

DISCUSIN DE RESULTADOS

El lecho presenta una velocidadmnima de fluidizacin igual a 0.004m/s de acuerdo a lo mostrado en las grficas N06, 7, 8, 9, 17, 18, 19 y 20 para ambas corridas y segn la ecuacin de Ergun la velocidad mnima de fluidizacin es 0.0044m/s obtenindose una desviacin de 10%.Segn las graficas N08 y 19 se observa que la trayectoria de ascenso y descenso del flujo en el lecho fluidizado para la segunda prueba sigue la misma tendencia en comparacion con la primera prueba la cual presenta una desviacion en la zona de descenso, esto pudo originar debido a una perturbacion brusca en la valvula de control de flujo.La ecuacion que mejor describe la cada de presin en la regin de lecho fijo es la ecuacin de Carman-Kozeny. El error promedio es de 3.89% para la primera corrida (ascenso) y 4.64% para la segunda corrida (ascenso). En Al analizar las graficos N08, 9, 19 y 20 se observa que la altura final del lecho sera mayor que la inicial para el lecho fijo, debido a que el reordenamiento de las particulas es distinta a partir de un estado de lecho fluidizado.La cada de presin en la columna vaca corresponde a una prdida por friccin al paso del fluido en la columna, siendo esta tan pequea de modo que no tiene gran influencia en los clculos.

CONCLUSIONES

Las ecuaciones aplicadas solo describen el comportamiento de la variacin de presin en la zona de lecho fijo, ya que para la zona de lecho de fluidizado la variacin de presin permanece constante.La variacin de presin vara de forma proporcional con el flujo msico del fluido en la zona de lecho fijo.Para caudal cero la altura inicial del lecho para el flujo en ascenso es menor que la altura final en el flujo de descenso.

RECOMENDACIONES

El equipo para prctica de fluidizacin debe ser manipulado con cuidado. La vlvula reguladora es muy delicada y cualquier perturbacin puede causar una alteracin en el experimento.

Para estudiar mejor el fenmeno de fluidizacin, se puede realizar la experiencia con otro tipo de partculas, de diferente tamao y/o forma, con el fin de evaluar las cadas de presin en relacin con el tipo de partcula.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFAS

Brown, George, Ingeniera Qumica, Editorial Grficas Condal, Espaa 1965, pag. 286- 289

H., Scott Fogler, Elementos de Ingeniera de las reacciones qumicas, Tercera edicin, Editorial Prentice Hall, Mxico 2001, pg. 786-787

Perry, Robert H., Manual del Ingeniero Qumico, Quinta edicin, Editorial McGraw-Hill, Colombia 1982, pg. 20.74 20.75

Leva, Max, Fluidization, Editorial McGraw-Hill, pg 57-64

McCabe, Warren L. y Smith, Julian C., Operaciones bsicas de Ingeniera Qumica, EditorailRevert, Barcelona 1973, pg 189-194

APENDICEEJEMPLO DE CALCULOSLos clculos se realizan para la corrida en ascenso N0 1

CALCULO DEL DIAMETRO DE PARTICULA (Dp)A partir de los datos de la tabla N09 se tiene:

Dnde:

MallaDimetro (mm)Peso (gramos)

-16 + 18-0.00.000

-18 + 250.793232.00.361

-25 + 350.545418.00.639

-35 + 45-0.00.000

Reemplazando datos:

CLCULO DEL AREA

CALCULO DE LA POROSIDAD DEL LECHO.Para esto se calcula primeramente las densidades aparente y absoluta de la arena.Calculo de la densidad aparente de la arena A partir de los datos de la tabla N02 se tiene:

Primera prueba:

Calculo de la densidad absoluta de la arena A partir de los datos de la tabla N03 se tiene:Primera prueba:

Segunda prueba:

Con los valores de las dos pruebas se toma un valor promedio para la densidad

Con estos valores se calcula la porosidad del lecho fijo

CLCULO DEL FACTOR DE FORMADe la grfica que relaciona la Esfericidad () con la Porosidad (), se tiene:

Para una

Con este valor de esfericidad se calcula el factor de forma mediante la siguiente relacin:

CLCULO DEL CAUDAL PROMEDIO (Q)

TIEMPO (s)Volumen (mL)

39.9818.0

39.6819.0

40.1319.5

39.7519.0

40.3119.0

Para observar todos los resultados, ir a las tablas N0 5,6,7 y 8

CLCULO DEL FLUJO MASICO POR UNIDAD DE AREA DEL AGUA (Gs)


CALCULO DEL RGIMEN DEL FLUIDO


CLCULO DE LA CAIDA DE PRESIN EXPERIMENTAL TOTAL

43

Las presiones en el punto X e Y son iguales, entonces

Dnde:

= 22 mm CCl4CLCULO DE LA CADA DE PRESIN DEL LECHO

En la grfica N23 se obtiene la ecuacin que relaciona con el caudal de agua Q(mL/s)

ReemplazandoparaQ = 0.47 mL/s

La cada de presin de lecho es:

= 21.94 mm CCl4


CLCULO DE LA CAIDA DE PRESION APLICANDO LA ECUACION DE MAX LEVA


CLCULO DE LA CAIDA DE PRESION APLICANDO LA ECUACION DE CARMAN-KOZENY


CLCULO DE LA CAIDA DE PRESION APLICANDO LA ECUACION DE ERGUN


CLCULO DEL PORCENTAJE DE DESVIACION


CLCULO DE LA VELOCIDAD MNIMA DE FLUIDIZACINLa velocidad mnima de fluidizacin se puede calcular con la ecuacin propuesta por Ergun:

Reemplazando: Dp = 0.614 mm = 9.33x10-4 kg/ms = 997.62 kg/m3 = 0.465 = 1.32Se obtiene que el valor de VOM es de 0.0044 m/s.

El porcentaje de desviacin ser:

GRAFICAS1) Grficos para la primera corrida.-

Grfico N1: Log P Vs. Log G, resultados de la primera corrida (ascenso).

Grfico N2: P Vs. G, resultados de la primera corrida (ascenso).

Grfico N3: Log P Vs. Log G, resultados de la primera corrida (descenso).

Grfico N4: P Vs. G, resultados de la primera corrida (descenso).

Grfico N5: Log Re Vs. Log P para la primera corrida.

Grfico N6: P Vs. G, comparacin de flujos en ascenso y descenso de la primera corrida.

Grfico N7: P Vs. V0, comparacin de flujos en ascenso y descenso de la primera corrida.

Grfico N8: Longitud de lecho Vs. G, comparacin de flujos en ascenso y descenso de la primera corrida.

Grfico N9: Longitud de lecho Vs. Vo, comparacin de flujos en ascenso y descenso de la primera corrida.

Grfico N10: P Vs. G, comparacin de resultados de la primera corrida para toda la operacin (ascenso)

Grfico N11: P Vs. G, comparacin de resultados de la primera corrida para lecho fijo (ascenso)

2) Grficos para la segunda corrida.-Grfico N12: Log P Vs. Log G, resultados de la segunda corrida (ascenso).

Grfico N13: P Vs. G, resultados de la segunda corrida (ascenso).

Grfico N14: Log P Vs. Log G, resultados de la segunda corrida descenso).

Grfico N15: P Vs. G, resultados de la segunda corrida (descenso).

Grfico N16: Log Re Vs. Log P para la segunda corrida.

Grfico N17: P Vs. G, comparacin de flujos en ascenso y descenso de la segunda corrida.

Grfico N18: P Vs. V0, comparacin de flujos en ascenso y descenso de la segunda corrida.Grfico N19: Longitud de lecho Vs. G, comparacin de flujos en ascenso y descenso de la segunda corrida.

Grfico N20: Longitud de lecho Vs. Vo, comparacin de flujos en ascenso y descenso de la segunda corrida.Grfico N21: P Vs. G, comparacin de resultados de la segunda corrida para toda la operacin (ascenso)

Grfico N22: P Vs. G, comparacin de resultados de la segunda corrida para lecho fijo (ascenso)

Grfica N23: Grfica de Cada de presin de columna vaca vs. Caudal

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