¿Cuál es la velocidad mínima de fluidización?

La velocidad mínima de fluidización es una propiedad física de la partícula, la cual es sensible a su forma, densidad y tamaño. Esta velocidad es necesaria para que las partículas presentes en un lecho poroso comiencen a moverse y adquieran las características de un fluido, permitiendo su transporte por medio de la corriente de gas o líquido presente en el sistema.

Factores que influyen en la velocidad mínima de fluidización

La velocidad mínima de fluidización cambia según las características de los sólidos en el sistema, algunos factores que influyen en esta propiedad son:

  • Forma de la partícula: Una partícula esférica requiere de una mayor velocidad mínima de fluidización que una partícula irregular de la misma densidad y tamaño.
  • Tamaño de la partícula: A medida que se reduce el tamaño de la partícula, la velocidad mínima de fluidización disminuye.
  • Densidad de la partícula: La velocidad mínima de fluidización disminuye a medida que la densidad de la partícula se acerca a la del fluido de fluidización.

Procedimientos para calcular la velocidad mínima de fluidización

Existen tres procedimientos básicos para generar ecuaciones que correlacionen los datos de las partículas y así calcular la velocidad mínima de fluidización:

  1. Método de correlación de energía: Se basa en la comparación de las energías de una partícula en una cama fija y en una cama fluidizada a diferentes velocidades. Este método requiere de información previa sobre la fluidización de la partícula en un lecho fijo.
  2. Método de correlación de la caída de presión: Este método se basa en la medición de la caída de presión que ocurre en un lecho fluidizado a diferentes velocidades de fluidización. Con esta información se pueden calcular los parámetros de velocidad mínima y la porosidad del lecho.
  3. Método empírico: También conocido como método de comparación de datos, se basa en la recopilación de datos experimentales previos para la misma partícula en diferentes fluidos de fluidización y condiciones de operación, para posteriormente realizar una regresión de los datos y obtener una fórmula que relacione la velocidad mínima de fluidización con las variables relevantes.

Cálculo del diámetro equivalente y esfericidad de las partículas

Para realizar un cálculo preciso de la velocidad mínima de fluidización, es necesario conocer el diámetro equivalente y la esfericidad de las partículas en el sistema:

  • Diámetro equivalente: Este valor permite representar la partícula por una esfera de tamaño igual y que tiene el mismo volumen que la partícula. Este valor se calcula a través de la medición de varias partículas y su respectivo análisis estadístico.
  • Esfericidad: Este valor representa la cantidad de proximidad que presenta la forma de la partícula con respecto a una esfera perfecta. La esfericidad es una medida adimensional que varía entre 0 y 1, siendo 1 la esfera perfecta y 0 una partícula irregular.

Preguntas frecuentes

¿Qué es un lecho poroso?

Un lecho poroso es una configuración física donde las partículas sólidas se encuentran agrupadas en una zona determinada, dejando espacios vacíos entre ellas que son ocupados por un fluido de fluidización, bien sea gas o líquido. El lecho poroso puede tener diferentes formas y tamaños, esto depende de la aplicación que se le va a dar.

¿Qué es la porosidad mínima de fluidización en un lecho poroso?

La porosidad mínima de fluidización se refiere a la porosidad presente en el lecho cuando comienza la fluidización y todas las partículas permanecen en su lugar. Esta porosidad está directamente relacionada con los espacios vacíos que existen entre las partículas sólidas en el lecho.

¿Cuál es la ecuación de Ergun?

La ecuación de Ergun es una expresión matemática que se emplea para predecir la caída de presión en procesos que involucran torres de columnas de partículas empacadas. Esta ecuación utiliza dos términos para representar la pérdida de presión, uno es debido al flujo de intersticial y el otro debido a la fricción viscosa generada por el movimiento de las partículas.

¿Qué información se requiere para calcular la velocidad mínima de fluidización?

Para calcular la velocidad mínima de fluidización se requiere conocer la forma, tamaño y densidad de las partículas presentes en el lecho poroso, el diámetro equivalente y la esfericidad de las mismas. Además, también es necesario conocer las características del fluido de fluidización y las condiciones de operación del sistema.

En resumen, la velocidad mínima de fluidización permite conocer la cantidad de energía necesaria para que las partículas empiecen a moverse en un lecho poroso y se comporte como un fluido. Esta velocidad es una propiedad física sensible a las características de las partículas y puede obtenerse a través de diferentes procedimientos. El cálculo preciso de la velocidad mínima de fluidización requiere del conocimiento del diámetro equivalente, la esfericidad de las partículas y otras variables relevantes que influyen en el comportamiento del sistema.

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