Fluidizzazione liquida di miscele di solidi 12 Dicembre 2007 Incontri del Dottorato di Ingegneria Chimica e dei Materiali Dottoranda: Carla Scapinello Coordinatore: Prof. Renzo Di Felice

1.Obiettivo Generale  Studiare il comportamento di un letto composto da una miscela binaria di particelle di diverse dimensioni e diversa densità. Obiettivi Specifici  Particelle di stese dimensioni e diversa densità.  Distribuzione delle particelle dentro il letto: omogenea e stratificata.

2. Introduzione Fluidizzazione E un processo per il quale il letto acquista delle proprietà simili a quelle di un fluido. Le particelle sono relativamente libere di muoversi nel letto, in maniera indipendente l'una dalle altre. (Gibilaro, 2001) ‏

Considerando una singola particella…. Spinta di Archimede (fb) ‏ Peso (fg) ‏ Spinta del Fluido (fd) ‏ Fd = Equazione Ergun Fb =V p *  f * g Fg = m p * g

La forza di spinta del fluido e la spinta di Archimede non superano in modulo il peso delle particelle e queste non si muovono. Letto Fisso. La spinta del fluido e la spinta di Archimede bilanciano il peso delle particelle e il letto comincia a espandersi. Letto Fluidizzato. Basse Velocità Alte Velocità FISSO FLUIDIZZATO Altezza Letto Velocit à

Uscita Fluido Ingresso Fluido Colonna Rotametro Sezione di pre- distribuzione Misuratore di livello Misuratore di pressione Piatto distributore Componenti del sistema

Fase liquida: Acqua Fase solida: Miscela Pb – Vetro Altezza letto (L bed): 20 cm dp: 1,7 mm  Pb: kg/m 3  Vetro: 2400 kg/m 3 3. Prove Sperimentali

Vetro 100% Piombo 100% Vetro 50% Piombo 50%

Perché la pressione aumenta al di sopra del massimo teorico possibile? La spiegazione potrebbe essere la presenza di una forza (W), proporzionale alla forza normale alla parete della colonna, risultante dalla spinta delle particelle sulla colonna. 4. Discussione dei risultati Fx Fy F N W

Erg PbI V/Pb P PbW Pb Erg V I Pb/V P V W V Bilancio delle Forze: P Pb + W Pb – Erg Pb – Int V/Pb = 0 P V + W V + Int Pb/V - Erg V = 0 P tot – Erg tot + W tot = 0 + N  Int W  N W  Int W = k.Int F N W

P Pb – Erg Pb P V – Erg V = k - 1 k + 1 k ~ 0.7 – 0.8 cte. La forza W non dipende dall’altezza del letto Risolvendo il bilancio delle forze Ricavando dai risultati sperimentali risulta:

5. Lavoro futuro Letto miscela omogenea Miscela omogenea 50% Pb