Deseja-se projetar um sistema de fluidização destinado a secagem de um produto químico em laboratório, com os seguintes dados de projeto: Diâmetro do secador =30 cm; Carga de sólidos =39 kg ; rho solido =2,1 g / cm^3 ; D particula =90 mu m ; Esfericidade =0,80; Altura do leito na mínima fluidização =50 cm.
O fluido é oara 150^circ C e 1 atm. p fluido =8,31 times 10^-4 g / cm^3 ; mu=0,023 cP.
Qual é a queda de pressão na mínima fluidização?

Passo 1

Beleza, a questão quer saber qual é a queda de pressão no leito quando ele entra em mínima fluidização. Isso cai na matéria de fluidização de partículas em leitos fluidizados. Para resolver a gente vai precisar de:
• Dados do leito (diâmetro, altura em mínimo fluidização)
• Massa e densidade dos sólidos
• Densidade do fluido
• Princípio de que, em mínima fluidização, a força de arraste iguala o peso aparente das partículas, gerando uma queda de pressão fixa.

Passo 2

Primeiro, vamos achar a área da secagem e o volume total do leito:
A área da secção transversal é
A = pi D^24
com A = pi,(0,30)^24 = 0,07069;m^2 . Então
Vb = A,Hmf = 0,07069;m^2times 0,50; m = 0,03534;m^3
O volume do leito em mínima fluidização é

Passo 3

Agora o volume ocupado só pelos sólidos:
Vs = msrhos
com Vs = 392100 = 0,01857;m^3 e epsilonmf = 1 - VsVb = 1 - 0,018570,03534 = 0,4744 .
A partir daí a porosidade em mínima fluidização (fração de vazio) é

Passo 4

Teoria chave: em mínima fluidização a pressão perdida pelo fluido ao atravessar o leito (ΔP) equilibra o peso aparente das partículas por unidade de área. Existem duas formas de escrever isso:
1)
De
De
Elas dão o mesmo resultado, porque e .

Passo 5

Vamos usar a forma mais direta, De:
(O mesmo valor surge se você usar .)

Resposta

A queda de pressão na mínima fluidização é aproximadamente
boxed5,4;kPa

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