Exemplo 1: Partículas sólidas com diâmetro médio de
, fator de forma
e
são fluidizadas utilizando ar a
e
. A fração de vazios na mínima fluidização é 0,42 .
a) Se a secção transversal do leito vazio é
e o leito contem 300 kg de sólido, calcular a altura mínima de fluidização.
a) Se a secção transversal do leito vazio é
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um exercício sobre fluidização de partículas sólidas. A gente precisa calcular a altura mínima de fluidização quando temos certa quantidade de sólidos e uma área de secção transversal do leito. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de fluidização, densidade, e como relacionar massa, volume e altura do leito.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o volume dos sólidos no leito. Sabemos que a massa dos sólidos é de 300 kg e a densidade dos partículas,
, é de 1000 kg/m³. A fórmula para calcular o volume é:
Então, substituindo os valores:
Passo 3
Agora, sabemos que a fração de vazios na mínima fluidização,
, é 0,42. Isso significa que o volume total do leito,
, é a soma do volume dos sólidos e dos vazios:
Onde
é o volume dos vazios. Mas como
, podemos reescrever:
Substituindo os valores:
Passo 4
Sabemos que o volume total do leito também pode ser calculado multiplicando a área da secção transversal,
, pela altura do leito,
:
Queremos encontrar a altura mínima de fluidização, então isolamos
:
Passo 5
Agora, substituímos os valores que já temos. A área da secção transversal é 0,30 m² e o volume total do leito é aproximadamente 0,5172 m³:
Resposta
A altura mínima de fluidização é aproximadamente 1,72 metros.