Um leito fluidizado, com 80 kg de partículas de 60 mu m de diâmetro, esfericidade 0,8 e densidade igual a 2500 kg / m^3 tem 40 cm de diâmetro. A altura na mínima fluidização é 50 cm . O fluido ascendente é ar com massa específica igual a 0,62 kg / m^3 que flui em regime turbulento no leito. Calcule:
a) A porosidade na mínima fluidização.
b) A perda de carga ( triang<= P / L ) na mínima fluidizacão.
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 ( varepsilon = 1 - VpartículasV<=ito ) 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:
í
Onde:
  • í
  • á
Vamos calcular cada parte.

Passo 3

Primeiro, calculamos o volume das partículas:
Vpartículas = mrhop = 80, kg2500, kg/m^3 = 0,032, m^3 í

Passo 4

Agora, calculamos o volume do leito na mínima fluidização:
A área ( A = pi (D2)^2 = pi (0,4, m2)^2 = pi times 0,04, m^2 approx 0,5027, m^2 ) do leito é:
V<=ito = A times H = 0,5027, m^2 times 0,5, m = 0,2514, m^3
A altura ( ) na mínima fluidização é 0,5 m, então:

Passo 5

Agora, calculamos a porosidade:
varepsilon = 1 - 0,032, m^30,2514, m^3 approx 1 - 0,1272 approx 0,8728
Então, a porosidade na mínima fluidização é aproximadamente 0,873.

Resposta

a) A porosidade na mínima fluidização é aproximadamente 0,873.

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