O leito empacotado com sólidos de densidade de 2000 kg / m^3 ocupa uma altura de 0,6 m em um coluna com diâmetro de 0,1 m. A massa de sólidos no leito ė de 5 kg e o diâmetro médio das partículas é de 300 mu m. A água passa ascendente pelo leito com propriedades de rho=1000 kg / m^3 ; mu=0,001 Pa.s.
b) Use o balanço de forças no leito e determine perda de carga quando o leito fluidiza;

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que o enunciado está pedindo. Temos um leito empacotado com sólidos e água passando por ele. A gente precisa usar o balanço de forças no leito para descobrir a perda de carga quando o leito está fluidizado. Isso envolve entender um pouco sobre fluidos e como eles interagem com os sólidos no leito.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa o leito estar fluidizado. Isso ocorre quando a velocidade da água que passa pelo leito é suficiente para suportar o peso dos sólidos, fazendo com que eles fiquem “suspensos” na água, como se estivessem em suspensão.

Passo 3

Para calcular a perda de carga, que é basicamente a diferença de pressão que a água experimenta ao passar pelo leito, vamos usar o balanço de forças. Nesse caso, a perda de carga será igual ao peso dos sólidos dividido pela área da coluna onde a água passa.

Passo 4

Vamos calcular a área da coluna. O diâmetro da coluna é de A = pi (d2)^2 . A área A = pi (0,12)^2 = pi times (0,05)^2 = pi times 0,0025 approx 0,00785 , m^2 de um círculo é dada por:
Substituindo:

Passo 5

Agora, vamos calcular o peso dos sólidos. Sabemos que a massa dos sólidos é de P = m times g = 5 times 9,81 = 49,05 , N e a aceleração da gravidade é aproximadamente . Então, o peso é:

Passo 6

A perda de carga De é o peso dividido pela área:

Resposta

A perda de carga quando o leito está fluidizado é aproximadamente .

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