Marco Teorico Fluidizacion

7/24/2019 Marco Teorico Fluidizacion

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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.

DEPARTAMENTO DE OPERACIONES UNITARIAS Y PROYECTOS

LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I

Dagert, Mara. Daz, Vernica. Selvi, Hernando. Tat, Yasmin.

Fluidizacin

Resumen

1. Marco Terico.

2. En varias operaciones inds!ria"es#

encon!ra$os na %ase %"ida &'as o

"()ido* )e %"+e a !rav,s de na %ase

%or$ada por par!(c"as so"idas. Co$o

e-e$p"os pode$os ci!ar# "a %i"!racin# "a!rans$isin de ca"or en re'eneradores# "a

!rans%erencia de $asa en co"$nas

e$pacadas# "as reacciones )($icas con

e" so de ca!a"i/adores s"idos# "a

adsorcin + e" desp"a/a$ien!o de acei!es

$inera"es a !rav,s de" s0se"o 1acia n

po/o pe!ro"ero. En $c1os casos# "a %ase

so"ida es es!acionaria# co$o scede en

"as co"$nas de des!i"acin e$pacadas

en o!ros casos# e" "ec1o se desp"a/a a

con!racorrien!e con e" %"-o de 'as# co$o

scede en "os ca"en!adores de 'i-arros o

e cier!os reac!ores ca!a"(!icos. En a"'nos

casos# "a ve"ocidad de" %"ido es "o

s%icien!e$en!e 'rande para )e "a

!rans%erencia de can!idad de $ovi$ien!o

de" %"ido a "as par!(c"as so"idas

0a"ancee "a %er/a 'ravi!aciona" opes!a

so0re "as par!(c"as + e" "ec1o se e3panda

en na %ase aparen!e$en!e %"ida + por

"!i$o en o!ras ap"icaciones# "a %ase

%"ida !ranspor!a "a %ase so"ida con e""a

co$o scede en "a !ranspor!acinne$4!ica. 567

8. E" co$por!a$ien!o de n "ec1o re""eno

viene carac!eri/ado principa"$en!e por

"as si'ien!es $a'ni!des9

:. ; Porosidad del lecho o fraccin de

huecos,


2/4

G. Se considera n !0o ver!ica"# cor!o +

parcia"$en!e ""eno de n $a!eria"

'ran"ar. A $edida )e a$en!a

'rada"$en!e "a ve"ocidad# a$en!a "a

ca(da de presin# pero "as par!(c"as no se

$even + "a a"!ra de" "ec1o per$anece

invaria0"e. Para na cier!a ve"ocidad# "a

ca(da de presin a !rav,s de" "ec1o

e)i"i0ra "a %er/a de 'ravedad so0re "as

par!(c"as# o peso de" "ec1o# + n

pos!erior a$en!o de "a ve"ocidad

provoca e" $ovi$ien!o de "as par!(c"as

&Hi'ra 6*.

6. A" a$en!ar $4s "a ve"ocidad# "as

par!(c"as es!4n s%icien!e$en!e

separadas en!re s( co$o para $overse en

e" "ec1o + co$ien/a "a verdadera

%"idi/acin. Una ve/ )e e" "ec1o es!4

%"idi/ado# "a ca(da de presin a !rav,s

de" "ec1o per$anece cons!an!e pero "a

a"!ra de" "ec1o con!in?a a$en!ando a"

a$en!ar e" %"-o &Hi'ra 2 + 8*. 527

66. Hi'ra 6. Hor$acin de n "ec1o

%"idi/ado a par!ir de n "ec1o %i-o de

par!(c"as.

62.

68. Hi'ra 2. Variacin de "a p,rdida depresin + a"!ra de" "ec1o.

6:. Si se redce 'rada"$en!e "a ve"ocidad

de %"-o en e" "ec1o %"idi/ado# "a ca(da

de presin per$anece cons!an!e + "a

a"!ra de "ec1o dis$in+e. Sin e$0ar'o#

"a a"!ra %ina" de" "ec1o pede ser $a+or

)e "a inicia" para e" "ec1o %i-o# de0ido a

)e "os s"idos ver!idos en n "ec1o

!ienden a e$pa)e!arse $e-or )e "os

s"idos )e sedi$en!an "en!a$en!e a

par!ir de n es!ado %"idi/ado. La ca(da

de presin para 0a-as ve"ocidades es

$enor )e en e" "ec1o %i-o ori'ina". 527

6=.

6@.

6.

6F. Hi'ra 8.Caida de presin vs Re en "a

%"idi/acin de n "ec1o de par!(c"as

so"idas.

6G. E" co$por!a$ien!o de "a ca(da de presin

en n "ec1o e$pacado# cando "a

ve"ocidad de" %"-o ascenden!e a !rav,s de

," a$en!a# se i"s!ra en "a %i'ra 8. En!re

"os pn!os A + B# e" "ec1o es es!a0"e. En

e" pn!o B# "a perdida de presin#

esencia"$en!e se 0a"ancea e" peso de "os

s"idos de" "ec1o. En!re "os pn!os B + C

e" "ec1o es ines!a0"e + "as par!(c"as

a-s!an s posicin para presen!ar "a

$enor resis!encia posi0"e a" %"-o. En e"

pn!o C# se o0!iene "a ?"!i$a posicin

posi0"e en "a ca" "as par!(c"as se

encen!ran en con!ac!o. Desp,s de es!e

pn!o# "as par!(c"as e$pie/an a $overse"i0re$en!e# pero c1ocando

%recen!e$en!e# en !a" %or$a )e s

$ovi$ien!o es si$i"ar a" de "as par!(c"as

en sedi$en!acin re!ardada. E" pn!o C

reci0e e" no$0re de pn!o de

%"idi/acin. En e" !ie$po en )e se

a"can/a e" pn!o D# !odas "as par!(c"as se

encen!ran en $ovi$ien!o# + arri0a de


3/4

es!e pn!o# e" a$en!o de" n?$ero de

Re+no"ds da co$o res"!ado incre$en!os

$+ pe)eos en "a ca(da de presin. Por

?"!i$o# "as par!(c"as son arras!radas con

e" %"ido + e" "ec1o cesa de e3is!ir. Es!o

ocrre en e" pn!o D. 567

2. En "os "ec1os %"idi/ados se peden

presen!ar "os si'ien!es %en$enos9

- En "os casos en )e "as densidades de"

%"ido + "os s"idos no son $+

di%eren!es# donde "as par!(c"as son $+

pe)eas# por e-e$p"o9 cando se

%"idi/a arena con a'a# + por

consi'ien!e donde "a ve"ocidad de %"-o

es 0a-a# e" "ec1o se %"idi/a

ni%or$e$en!e. La %ase so"ida !iene

varias de "as carac!er(s!icas de n 'as.

Es!e caso reci0e e" no$0re de

fluidizacin en partculas+ se carac!eri/a

por na e3pansin 'rande pero ni%or$e

de" "ec1o a ve"ocidades e"evadas.- Cando "as densidades de" %"ido + de"

so"ido son considera0"e$en!e di%eren!es#

o "as par!(c"as son 'randes# "a ve"ocidad

de %"-o de0er4 ser re"a!iva$en!e a"!a. En

es!e caso# "a %"idi/acin es irre'"ar + e"

%"ido pasa a !rav,s de" "ec1o

principa"$en!e en 'randes 0r0-as.

Es!as 0r0-as se revien!an en "a

sper%icie pro+ec!ando par!(c"as so"idas

so0re e" "ec1o. En es!e caso# e" "ec1o

!iene varias de "as carac!er(s!icas de n

"()ido# en e" ca" "a %ase %"ida ac!?a

co$o n 'as 0r0-eando a !rav,s de ,".

Reci0e e" no$0re de fluidizacin en

agregados o de uru!eo. 567

26. Se pede o0!ener na ecacin para "ave"ocidad $(ni$a de %"idi/acin

!o$ando "a ca(da de presin a !rav,s de"

"ec1o i'a" a" peso de" "ec1o por nidadde 4rea de "a seccin !ransversa"#!eniendo en cen!a "a %er/a de %"o!acin

de" %"ido desp"a/ado9

22.

28.

P

L=g (1 )(p ) ecuacion1

2:. Para "ec1os %i-os se e$p"ea "a ecacin

de Er'n9

2=.

P

L=150 Vo(1)

2

s2Dp

23 +

1,75 Vo2(1)

sDp 3

ecuaci

2@. Para %"idos )e circ"an a !rav,s de n

"ec1o re""eno de s"idos# e" n?$ero de

Re+no"ds de par!(c"a se de%ine co$o9

2. =Dp Vo

ecuacion3

2F. La $edicin de" cada" )e !ransi!a se

1ace $edian!e n ro!4$e!ro. Un $edidor

de 4rea e" ca" cons!a esencia"$en!e de

n !0o cnico de vidrio# )e se ins!a"a

ver!ica"$en!e con e" e3!re$o $4s anc1o

1acia arri0a. E" %"ido asciende a !rav,s

de" !0o cnico + $an!iene "i0re$en!e

sspendido n J%"o!adorK &)e en

rea"idad no %"o!a# sino )e es!4co$p"e!a$en!e s$er'ido en e" %"ido*.

E" %"o!ador es e" e"e$en!o indicador +

can!o $a+or es "a ve"ocidad de %"-o#

$a+or es "a a"!ra )e a"can/a en e" !0o.

Toda "a corrien!e de %"ido !iene )e

circ"ar a !rav,s de" espacio an"ar )e

e3is!e en!re e" %"o!ador + "a pared de"

!0o. E" !0o es!4 'radado + "a "ec!ra


4/4

viene dada por e" 0orde de "ec!ra de"

%"o!ador# )e corresponde a "a $a+or

seccin !ransversa" de" $is$o. Es

necesario disponer de na crva de

ca"i0rado para conver!ir "a "ec!ra de "a

esca"a en ve"ocidad de %"-o. Los

ro!4$e!ros peden !i"i/arse !an!o para "a

$edida de %"-o de "()idos# co$o de

'ases. 527

2G. La !i"i/acin a$p"ia de "a %"idi/acin

co$ien/a en "a inds!ria de" pe!r"eo con

e" desarro""o de" cracin' ca!a"(!ico en

"ec1o %"idi/ado. An)e ac!a"$en!e "a

inds!ria !i"i/a reac!ores de !ranspor!e

para e" cra)eo ca!a"(!ico en ve/ de

"ec1os %"idi/ados# "a re'eneracin de"

ca!a"i/ador !odav(a se rea"i/a en reac!ores

de "ec1o %"idi/ado )e !ienen 1as!a 8 %!

de di4$e!ro. La %"idi/acin se !i"i/a en

o!ros procesos ca!a"(!icos# !a"es co$o

s(n!esis de acri"oni!ri"o# + para ""evar a

ca0o reacciones 'as;s"ido. E3is!e $c1o

in!er,s en "a co$0s!in de car0n en

"ec1o %"idi/ado con e" %in de redcir e"

cos!e de "a ca"dera + dis$inir "a e$isin

de con!a$inan!es.

8. Las principa"es ven!a-as de "a

%"idi/acin consis!en en )e e" s"ido

es!4 vi'orosa$en!e a'i!ado por e" %"ido

)e circ"a a !rav,s de" "ec1o# + "a $e/c"a

de "os s"idos ase'ra )e no e3is!en

pr4c!ica$en!e 'radien!es de !e$pera!ra

en e" "ec1o an con reacciones

%er!e$en!e e3o!,r$icas o endo!,r$icas.

527

86. !.Referencias:

82. 567 Hos!# A. S. "#rincipios de

operaciones unitarias$Co$pa(a

edi!oria" con!inen!a". Me3ico. &6GF*

Pa'9 =G8;@6.%%.

8:. 527 McCa0e# . L. + co". "&peraciones

unitarias en 'ngeniera (umica$.Car!a

edicin. Mc ra i"". Madrid. &6GG@*Pa'9 66;6F=.

8=.

8@. 5871!!p9QQ.a$.esQpersona"pdiQcienc

iasQ$'i"arraQH"idQH"idi/acion22@;

.pd%&Visi!ado e" 2@;6;26*

37.
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