Exercício sobre leitos fluidizados

Apresentação em tema: "Exercício sobre leitos fluidizados"— Transcrição da apresentação:

1 Exercício sobre leitos fluidizados
Considere os leitos representados na figura: - um tem partículas de ferro (dp = 1mm e rf = 7800 kg/m3) de altura 100 mmm (A) e partículas de vidro (dp = 1mm e rv = 2800 kg/m3) de altura 200 mm (B). o outro leito é de areia (dp = 1mm e ra = 2400 kg/m3) de altura h (C). O diâmetro de ambas as colunas é de 200 mm e a porosidade dos leitos 0,4. a- Se os leitos forem percorridos por água em fluxo ascendente, diga qual a altura h e o valor do caudal Q para que se observem os seguintes comportamentos: i- O vidro e a areia (B e C) atingirem simultaneamente o ponto mínimo de fluidização. ii- O ferro e a areia (A e C) atingirem simultaneamente o ponto mínimo de fluidização.   

2 b- Tomando h= 1000 mm, calcule as alturas do ferro, vidro e areia (A, B e C) sabendo que o caudal Q = 5 l/s c- Para h= 1000 mm qual o valor do caudal máximo para que não haja transporte de partículas. A Ferro B Vidro C Areia h 200 mm 100 mm Q

3 O vidro e a areia (B e C) atingirem simultaneamente o ponto mínimo de fluidização.
vidro (dp = 1mm e rv = 2800 kg/m3) de altura 200 mm areia (dp = 1mm e ra = 2400 kg/m3) Calcular a velocidade mínima de fluidização do vidro e da areia. Esta velocidade é independente da altura do leito No caso de emf=0,4

4 O caudal em cada coluna deve ser o produto da velocidade mínima de fluidização de cada material pela área da secção recta Por serem dois leitos em paralelo, a queda de pressão do fluido ao “atravessar “ cada leito tem de ser igual. A queda de pressão depende da altura inicial das partículas.

5 Ponto mínimo de fluidização Ponto mínimo de fluidização
Desta equação tira-se o valor da altura do leito de areia A Ferro B Vidro C Areia h 200 mm 100 mm Q Ponto mínimo de fluidização Ponto mínimo de fluidização Leito fixo

6 O ferro e a areia (A e C) atingirem simultaneamente o ponto mínimo de fluidização.
Calcular a velocidade mínima de fluidização do vidro e do ferro. Esta velocidade é independente da altura do leito No caso de emf=0,4 O caudal em cada coluna deve ser o produto da velocidade mínima de fluidização de cada material pela área da secção recta

7 Por serem dois leitos em paralelo, a queda de pressão do fluido ao “atravessar “ cada leito tem de ser igual. Embora o leito de vidro se encontre expandido a queda de pressão mantém-se igual ao peso aparente das partículas por unidade de área da coluna. A queda de pressão depende da altura inicial das partículas.

8 Ponto mínimo de fluidização Ponto mínimo de fluidização
Desta equação tira-se o valor da altura do leito de areia A Ferro B Vidro C Areia h 200 mm 100 mm Q Leito expandido Ponto mínimo de fluidização Ponto mínimo de fluidização

9 Para esta altura será que a areia está fluidizada?
b- Tomando h= 1000 mm, calcule as alturas do ferro, vidro e areia (A, B e C) sabendo que o caudal Q = 5 l/s Para esta altura será que a areia está fluidizada? A resposta é sim se: No caso de ser menor põe-se duas possibilidades: - Vidro fixo e ferro fixo Como saber? - Vidro fluidizado e ferro fixo

10 Vidro fluidizado e ferro fixo
Desta equação calcula-se a velocidade e o caudal, QA, que tem de percorrer o leito vidro + ferro. - Este caudal tem de ser superior ao caudal mínimo de fluidização do vidro A Ferro B Vidro C Areia h 200 mm 100 mm Q Leito expandido Leito expandido QA>Qmf, vidro 5 L/s- QA>Qmf, areia Leito fixo

11 Caso na equação anterior QA não seja superior ao caudal mínimo de fluidização do vidro, tanto o vidro como o ferro estão fixos. Desta equação calcula-se a velocidade e o caudal, QB, que tem de percorrer o leito vidro + ferro. A Ferro B Vidro C Areia h 200 mm 100 mm Q Leito fixo Leito expandido QB<Qmf, vidro 5 L/s- QB Leito fixo

12 A resposta é não se: Neste caso há só uma hipótese: - Areia fixa, vidro e ferro fluidizados Desta equação calcula-se a velocidade e o caudal, QC, que tem de percorrer o leito de areia. A diferença entre 5 L/s e QC é o caudal que percorre o leito de vidro e ferro.

13 QC<Qmf, areia 5 L/s- QC
Ferro B Vidro C Areia h 200 mm 100 mm Q Leito expandido Leito fixo QC<Qmf, areia 5 L/s- QC Leito expandido c- Para h= 1000 mm qual o valor do caudal máximo para que não haja transporte de partículas. No caso do leito das partículas de areia estar fluidizado, será a velocidade terminal destas partículas a multiplicar pela área da secção recta da coluna No caso do leito das partículas de areia estar fixo, será a velocidade terminal das partículas de vidro a multiplicar pela área da secção recta da coluna