Um filtro de areia é constituido por particulas aproximadamente esféricas de diâmetro igual a
. Depois de lavado por uma corrente invertida de ágraz, o leito de areia sedimenta e fica com uma profundidade estavel de
com porosidade aproximada de
, e inundado por água até uma altura
acima do topo da areia.
Dados:
.
Para a etapa de lavagem do filtro, estime a velocidade superficial da água necessária para principiar a fluidização.
Dados:
Para a etapa de lavagem do filtro, estime a velocidade superficial da água necessária para principiar a fluidização.
Passo 1
Beleza, a questão diz que a gente tem um leito de areia (partículas esféricas) de diâmetro
(convertendo pra pés depois), o leito fica com porosidade
e está todo submerso na água. Queremos achar a velocidade superficial da água que começa a levantar (fluidizar) essas partículas, ou seja, a velocidade mínima de fluidização
.
Conteúdo envolvido: hidrodinâmica de leitos fixos, conceito de velocidade mínima de fluidização, número de Archimedes
e correlação de Wen & Yu para
. Vamos usar:
- Densidade da água
- Viscosidade da água
- Gravidade
- Densidade da areia
Passo 2
Primeiro a gente converte o diâmetro de polegadas pra pés:
Passo 3
Agora calculamos o número de Archimedes, que mede o peso aparente da partícula em relação à viscosidade do fluido:
Substituindo:
Passo 4
A correlação de Wen & Yu para o número de Reynolds de incipiente fluidização é:
Logo:
Depois a gente converte isso em velocidade superficial:
Resposta
A velocidade superficial mínima para iniciar a fluidização é aproximadamente