Estudio del flujo en lechos
fluidizados
Estudio del flujo en lechos fluidizados
Marco Teórico
Los procesos industriales requieren el flujo de fluidos a través de tuberías,
conducciones y aparatos. El ingeniero químico debe tratar con frecuencia el
flujo a través de tuberías llenas de fluido en movimiento, así como
problemas en los que el flujo de fluidos tiene lugar en tuberías parcialmente
llenas.
La fluidización ocurre cuando pequeñas partículas sólidas son suspendidas
por una corriente de un fluido que se dirige de abajo hacia arriba, venciendo
el peso de estas. Un lecho fluidizado consiste en una mezcla fluido-sólido
que exhibe propiedades similares a los fluidos. La superficie superior del
lecho es relativamente horizontal, análogo al comportamiento hidrostático.
El lecho puede representarse por una sola densidad aparente.
Un lecho de partículas sueltas ofrece resistencia a un fluido que lo atraviesa.
A medida que la velocidad del flujo aumenta, la fuerza de arrastre ejercida
en las partículas también aumenta. Si el fluido fluye hacia arriba, la fuerza
de arrastre tenderá a causar movimientos y vibraciones entre las partículas.
En el incremento del fluido, la expansión continuará y alcanzará un estado
donde las fuerzas de arrastre ejercidas serán suficientes para soportar el
peso de las partículas y la compresión debida al mismo peso de las
partículas desaparecerá.
La fluidización durante el proceso puede notarse de manera diferente,
dependiendo si el fluido es líquido o gas. Los líquidos continúan con la
expansión uniforme del lecho debido al incremento de velocidad del flujo,
mientras que los gases, la expansión ya no sería uniforme y sería
interrumpida por cavidades.
Los lechos fluidizados se utilizan como un proceso técnico que tiene la
capacidad de promover altos niveles de contacto entre gases y sólidos.
Algunas de las propiedades características de los lechos fluidizados
incluyen:
Área de superficie extremadamente alta entre el fluido y el sólido por
unidad de volumen de lecho.
Altas velocidades relativas entre el fluido y la fase sólida dispersada.
Altos niveles de entremezclado de la fase particulada.
Colisiones frecuentes partícula-partícula y partícula-pared.
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