Um leito fluidizado, com 80 kg de partículas de
de diâmetro, esfericidade 0,8 e densidade igual a
tem 40 cm de diâmetro. A altura na mínima fluidização é 50 cm . O fluido ascendente é ar com massa específica igual a
que flui em regime turbulento no leito. Calcule:
a) A porosidade na mínima fluidização.
b) A perda de carga (
) na mínima fluidizacão.
c) A velocidade de mínima fluidização.
d) A altura inicial do leito antes da fluidização, considerando a porosidade inicial desprezível.
a) A porosidade na mínima fluidização.
b) A perda de carga (
c) A velocidade de mínima fluidização.
d) A altura inicial do leito antes da fluidização, considerando a porosidade inicial desprezível.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada nesse exercício sobre leito fluidizado. Basicamente, temos um leito com partículas específicas e queremos calcular algumas propriedades quando a fluidização está na condição mínima. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos como porosidade, perda de carga, velocidade de fluidização e altura do leito. Vamos usar fórmulas de mecânica de fluidos e propriedades de partículas para chegar às respostas.
Passo 2
a) Porosidade na mínima fluidização
Primeiro, porosidade (
) é a fração do volume total que é ocupado pelos espaços vazios entre as partículas. Na mínima fluidização, a porosidade pode ser calculada usando a relação entre a massa das partículas, a densidade das partículas e o volume do leito. A fórmula para porosidade é:
Onde:
Vamos calcular cada parte.
Passo 3
Primeiro, calculamos o volume das partículas:
Passo 4
Agora, calculamos o volume do leito na mínima fluidização:
A área (
) do leito é:
A altura (
) na mínima fluidização é 0,5 m, então:
Passo 5
Agora, calculamos a porosidade:
Então, a porosidade na mínima fluidização é aproximadamente 0,873.
Resposta
a) A porosidade na mínima fluidização é aproximadamente 0,873.