Leito fluidizado
Modelo básicoEditar
Quando o leito embalado tem um fluido passado sobre ele, a queda de pressão do fluido é aproximadamente proporcional à velocidade superficial do fluido. Para a transição de um leito de enchimento para uma condição fluidizada, a velocidade do gás é continuamente aumentada. Para um leito livre existirá um ponto, conhecido como ponto mínimo ou incipiente de fluidização, onde a massa do leito é suspensa diretamente pelo fluxo do fluxo do fluido. A correspondente velocidade do fluido, conhecida como “velocidade mínima de fluidização”, u m f {\i1}displaystyle u_{mf}}
.
>Além da velocidade mínima de fluidificação ( u ≥ u m f {\f}} u_{mf}}
), o material de cama será suspenso pelo jacto de gás e novos aumentos na velocidade terão um efeito reduzido na pressão, devido à percolação suficiente do fluxo de gás. Assim, a queda de pressão para u > u m f {\displaystyle u>u_{mf}}}
é relativamente constante.
Na base do vaso a queda de pressão aparente multiplicada pela área da secção transversal do leito pode ser igualada à força do peso das partículas sólidas (menos a flutuabilidade do sólido no fluido).
Δ p w = H w ( 1 – ϵ w ) ( ρ s – ρ f ) g = {\i1}delta p_{w}=H_{w}(1-epsilon _{w})(\i}-rho _{s}-rho _{f})g=}
where:
Δ p w {\displaystyle {\delta p_{w}}
é a queda de pressão na cama
H w w {\displaystyle H_{w}}
ϵ w {\an8}displaystyle {\an8}
é o vazio do leito, ou seja, a fração do volume do leito que é ocupada pelos vazios (os espaços de fluido entre as partículas)
ρ s {\i1}displaystyle {\i}rho _{\i}
é a densidade aparente das partículas da cama
ρ f {\f {\f}}displaystyle {\f}rho _{\f}}
é a densidade do fluido fluidificante
g {\i1}displaystyle g
é a aceleração devida à gravidade
M s {\i1}displaystyle M_{s}}
é a massa total de sólidos na cama
A {\\i1}a {\i1}displaystyle A
é a área transversal do leito
Geldart GroupingsEdit
Em 1973, o Professor D. Geldart propôs o agrupamento dos pós em quatro grupos chamados “Geldart Groups”. Os grupos são definidos por suas localizações em um diagrama de diferença de densidade de sólidos-fluidos e tamanho de partícula. Os métodos de desenho para leitos fluidificados podem ser adaptados com base no agrupamento de partículas Geldart:
Grupo A Para este grupo o tamanho da partícula está entre 20 e 100 µm, e a densidade da partícula é tipicamente inferior a 1,4g/cm3. Antes do início de uma fase de leito borbulhante, os leitos destas partículas expandem-se por um factor de 2 a 3 na fluidificação incipiente, devido a uma diminuição da densidade aparente. A maioria das camas catalisadas por pó utiliza este grupo.
Grupo B O tamanho das partículas situa-se entre 40 e 500 µm e a densidade das partículas entre 1,4-4g/cm3. A borbulhagem tipicamente forma-se diretamente na fluidificação incipiente.
Grupo C Este grupo contém partículas extremamente finas e consequentemente as mais coesivas. Com um tamanho de 20 a 30 µm, estas partículas fluidificam sob condições muito difíceis de alcançar, e podem requerer a aplicação de uma força externa, como agitação mecânica.
Grupo D As partículas nesta região são superiores a 600 µm e tipicamente têm densidades de partículas elevadas. A fluidificação deste grupo requer energias fluidas muito elevadas e está tipicamente associada a altos níveis de abrasão. A secagem de grãos e ervilhas, a torrefacção de grãos de café, a gaseificação de carvões e alguns minérios metálicos de torrefacção são sólidos, e normalmente são processados em leitos pouco profundos ou no modo de jacto.
DistribuidorEditar
Tipicamente, gás ou líquido pressurizado entra no vaso do leito fluidificado através de numerosos orifícios através de uma placa conhecida como placa distribuidora, localizada no fundo do leito fluidificado. O fluido flui para cima através do leito, fazendo com que as partículas sólidas fiquem suspensas. Se o fluido de entrada for desativado, o leito pode assentar, embalar na placa ou gotejar para baixo através da placa. O fluido é então distribuído através de uma série de tubos perfurados.
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