Leito Fixo Fluidizado

Páginas: 17 (4112 palavras) Publicado: 29 de junho de 2015
ENQ301 - LABORATÓRIO DE ENGENHARIA QUÍMICA I - Prof. João V. W. Silveira

PERDA DE CARGA EM LEITO FIXO E LEITO FLUIDIZADO
Bárbara R. Durães, Helena A. N. Lucena, Michelle B. S. Assis, Tarcísio S. Flores
Curso de Engenharia Química, Instituto de Ciência e Tecnologia
Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri
Diamantina/MG, Março de 2014
Resumo:
O escoamento de fluidos através deleitos de partículas é uma
prática muito utilizada em variadas operações industrial, em
especial, no campo das engenharias. Através do estudo
destes fenômenos foi possível encontrar a permeabilidade (k)
do leito de partículas através da medida de queda de pressão,
que ocorre devido a variação da vazão do fluido que percola o
meio poroso, bem como traçar as curvas características da
fluidização doleito fluidizado.
Palavras-chave:
Leito
fluidizado,
permeabilidade
partículas, perda de carga.
Introdução
O escoamento de fluidos através de leitos de partículas é
uma prática muito utilizada em variadas operações industriais,
como, por exemplo, nos processos de adsorção e absorção,
em colunas de destilação com recheio, na extração líquidolíquido, entre outros. Nelas, a fase fluida escoa, embaixas
velocidades, através dos espaços vazios existentes na fase
sólida particulada.

garanta uma alta turbulência nos fluidos e uma consequente
queda de pressão menor.
O recheio da coluna pode ser constituído tanto de sólidos
quebrados (mais baratos, porém apresentam uma
uniformidade menor, podendo implicar em uma superfície
insatisfatória para a transferência de massa), como de
recheios de formadefinidas (maior custo, porém apresentam
grande área de contato combinada com uma baixa perda de
carga). Para ser eficiente, o recheio deverá ser resistente,
indicado à aplicação para o qual foi utilizado, possuir massa
específica pequena e permitir a passagem do fluido sem
acarretar em uma grande perda de carga.
A queda de pressão é um fator importante quando se fala
de experimentos em leito fixo.No caso de uma coluna de
recheio operando com gás e líquido, a queda de pressão pode
ser determinada calculando ΔP para o fluxo de gás, ou através
de réguas acopladas ao leito já calibradas para medir esse ΔP
(FOUST, 1982).
Um dos modelos que é utilizado para encontrar-se a
constante de permeabilidade é o metodo da Equação de
Darcy, que está expressa posteriormente.
Uma outra equação utilizada nocálculo do leito fixo é a de
Carman-Kozeny (equação 2), que relaciona a permeabilidade
(K), com a porosidade do meio (ε) e o tamanho das partículas.
Eq.: 1
Onde:
é a esfericidade;
é o fator de fórmula;
é a porosidade do leito;
diâmetro médio das partículas.
A porosidade do meio ( ) pode ser calculada gráficamente
através da esfericidade (FOUST, 1982).
Para vazões mais elevadas, a equação maisutilizada para
o cálculo dos componentes do leito fixo é a de Ergun:
Eq.: 2

Figura 1: Modelo do leito fixo
Um dos principais objetivos de um leito de partículas é
promover o contato íntimo entre as fases envolvidas no
processo. Segundo Foust (1982), em leito fixo, normalmente
usa-se fluxo contracorrente, onde o fluido mais leve entra
abaixo e o outro fluido entra por cima da coluna. Para
melhoresresultados, é interessante escolher um recheio que

1/8

Onde:
U é a velocidade superficial do fluido.
Quando há um aumento na vazão do fluido, ocorre
uma vibração e movimentação das partículas, e o fluxo do
fluido ascendente através de um leito de partículas adquire
velocidade suficiente para suportá-las. Assim, o leito passa a
ser fluidizado. Quanto maior a vazão, maior a suspenção daspartículas pelo fluxo ascendente do fluido. Na fluidização

ENQ301 - LABORATÓRIO DE ENGENHARIA QUÍMICA I - Prof. João V. W. Silveira
turbulenta, grandes quantidades de partículas são arrastadas,
o que impede a operação em estado estacionário.
Este processo abrange diversas etapas de velocidade de
escoamento, que vão da percolação do fluido através do leito
fixo até a expansão deste leito até a total...
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