Deseja-se fluidizar partículas que apresentam tamanho de
, esfericidade 0,86 e densidade de
, usando ar a
e
de pressão absoluta, cuja densidade nessas condições é
e
Pa.s. A porosidade do leito nas condições de fluidização mínima é 0,43 . O diâmetro do leito é
e o leito contém 350 kg de partículas sólidas.
Determine a altura mínima do leito fluidizado.
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
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):
onde
m_p = 350 kg
ρ_p = 1200 kg/m³
Passo 3
Calculando V_s:
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
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):
Passo 6
Agora, a altura mínima H é
Resposta
A altura mínima do leito fluidizado é aproximadamente
.