Deseja-se fluidizar partículas que apresentam tamanho de 0,10 mm, esfericidade 0,86 e densidade de 1200 kg / m^3, usando ar a 25^circ C e 202,65 kPa de pressão absoluta, cuja densidade nessas condições é 2,37 kg / m^3 e mu=1,84 cdot 10^-5 Pa.s. A porosidade do leito nas condições de fluidização mínima é 0,43 . O diâmetro do leito é 0,60 m e o leito contém 350 kg de partículas sólidas.
Determine a altura mínima do leito fluidizado.

Passo 1

Beleza, o enunciado quer saber a altura mínima de um leito fluidizado que contém 350 kg de partículas (densidade 1200 kg/m³, diâmetro 0,10 mm, esfericidade 0,86) quando o ar (densidade 2,37 kg/m³, μ=1,84·10⁻⁵ Pa·s) chega à condição de mínima fluidização.
Conteúdo: cálculo de volume de sólidos e volume total do leito conhecendo a porosidade. Vamos precisar da relação
V_s = m_p/ρ_p
V_total = V_s/(1–ε)
H = V_total/A

Passo 2

Primeiro, encontramos o volume ocupado pelas partículas sólidas (V_s):
Vs = mprhop
onde
m_p = 350 kg
ρ_p = 1200 kg/m³

Passo 3

Calculando V_s:
Vs = 3501200 = 0,2917;m^3

Passo 4

Como a porosidade é ε = 0,43, a fração ocupada por sólidos é 1–ε = 0,57. Então o volume total do leito (V_total) na condição de mínima fluidização é
Vrm total=Vs1-varepsilon =0,29170,57 approx0,5115;m^3

Passo 5

O volume total do leito também vale A·H, onde A é a área da seção transversal do leito (diâmetro D = 0,60 m):
A = pi D^24 = pi,(0,60)^24 approx0,2827;m^2

Passo 6

Agora, a altura mínima H é
H = Vrm totalA =0,51150,2827 approx1,81;m

Resposta

A altura mínima do leito fluidizado é aproximadamente 1,81;m.

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