A fluidização é a operação

1. INTRODUÇÃO

A fluidização é a operação pela qual as partículas sólidas são transformadas em um estado como de um líquido através de suspensão em um gás ou líquido. Este método de contato apresenta características incomuns, que são bem utilizadas na engenharia: Proporciona a circulação de sólidos juntamente com um fluido - gás ou líquido, proporciona maior contato superficial entre sólido e fluido, favorecendo a transferência de massa e calor.

1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

1. Queda de Pressão em um Leito Fluidizado: em um leito fluidizado as partículas sólidas são mantidas em estado de suspensão mediante o fluxo ascendente do fluido. A queda de pressão (P1 – P2) do fluido, ∆P, ao escoar através do leito fluidizado é igual ao peso total da suspensão por unidade de área transversal do leito, quer dizer a pressão estática do leito inteiro.

 A estimativa exata da queda de pressão no distribuidor é fundamental para o projeto de uma coluna de leito fluidizado. Quando um gás fluidizante passa através de um leito de partículas mantidas em um prato de orifício ou um distribuidor qualquer, ocorre uma queda de pressão do gás e um aumento na velocidade. Se a queda de pressão no distribuidor é muito pequena, o resultado é uma fluidização pobre, ou seja, alguma parte do leito receberá menos gás do que outra, e poderá ser temporariamente ou permanentemente não fluidizada

1.  Curva fluidodinâmica:  é uma relação entre a queda de pressão do leito e a velocidade do fluído. Este é chamado um método experimental que é empregado para obtermos a velocidade de mínima fluidização. Como mostra a figura a seguir:[pic 1]

A região compreendida pelo intervalo AB pode ser dita como leito fixo, ou estático. O regime é quase sempre laminar. No ponto B a perda de carga é igual ao peso dos sólidos. O leito se encontra quase em repouso contendo características de um fluído e é possível observar a fluidez do leito. Neste ponto as partículas mudam de posição e rearranjam-se.

Já no ponto C ocorre a mínima fluidização, ou seja, há o início da fluidização.

No intervalo compreendido pela curva CD, indica o movimento desordenado das partículas com frequentes choques devido ao aumento da porosidade e menor perda de carga junto com o aumento da velocidade. No intervalo correspondido por BD o leito é dito em expansão.

No ponto D a perda de carga começa a ficar constante, não há contato entre as partículas. No intervalo DE a velocidade varia linearmente com a queda de pressão até chegar no ponto E, nesse intervalo podemos chamar de “leito em ebulição” ou fluidização em batelada. No ponto E as partículas começam a ser carregadas pelo fluído e perde-se a funcionalidade do sistema. A fluidização é dita contínua ou em fase diluída.

1. Velocidade de mínima fluidização: é a velocidade mínima para o leito estar fluidizado. É importante conhecer a velocidade de mínima de fluidização para se ter maior eficiência na utilização do leito fluidizado. Pois abaixo desta velocidade o leito não fluidiza; e muito acima dela, os sólidos são carregados para fora do leito.

1. OBJETIVO

Construir uma curva fluidodinâmica, identificar a queda de pressão (∆p) e a velocidade mínima de fluidização.

1. MATERIAIS E MÉTODOS

1. MATERIAIS

• Articula de polipropileno
• Manômetro de tubo em U
• Anemômetro

1. MÉTODOS

Iniciou-se a prática posicionando o anemômetro no centro do leito, de modo a admitir o ponto centra de velocidade máxima, a válvula de alimentação do ar foi liberada 12 vezes, sempre anotando a variação de altura no líquido manométrico, assim como a velocidade máxima, medida com o auxílio do anemômetro. Os dados estão presentes na tabela 1.

                             Tabela 1. Dados experimentais obtidos na pratica

Velocidade Máxima (m/s)	Variação de Altura (m)
0,1	0
0,4	0,5
0,7	1,5
0,8	2,5
1,1	4,74
1,3	5,5
1,7	4,0
1,8	4,0
1,9	4,2
2,1	4,4
2,2	4,0
2,6	4,0

1. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Para a construção da curva de fluidização foram realizados os seguintes passos:

A partir dos valores de altura obtidos, calculou-se a variação de queda de pressão (∆p), utilizando a equação 1.  

  ∆p = L. ρ. g                                                                               Eq. (1)                

 Onde:  

• ∆p = Variação de pressão (kg/m3)
• L= ∆l altura sofrida no liquido manométrico (m)
• Ρ= densidade da agua a 23 0C = 997,538
• g= aceleração da gravidade = 9,981m/S2

Para o cálculo de vazão, utilizou-se a equação 2.

Q = AST x V                                                                 Eq. (2)

Onde:

• Q = vazão volumétrica do ar no leito (m3/s)
• AST = Área da secção transversal do leito m2
• V = Velocidade média do ar no leito m/s

Para o cálculo da AST, utilizou-se a equação 3.