Influência de Diferentes Parâmetros sobre o TDH

Velocidade de Escoamento

Zenz e Weil (1958) concluíram que o aumento da taxa de arraste está associada a instabilidade da distribuição da velocidade do gás, devido ao aumento da freqüência das bolhas. O crescimento do TDH(F) é resultado da quebra violenta das bolhas grandes que se encontram menos freqüentes no leito.

Fournol et al. (1973) concluíram que a taxa de arraste diminui rapidamente com a redução da velocidade de fluidização e com o aumento da altura acima do leito.

Baron et al. (1988) e Geldart et al. (1995) concluíram que a altura do TDH(F) é fortemente influenciada pela velocidade do gás.

O estudo do TDH(C) realizado por Sciazko et al. (1988, 1991) foi baseado na teoria de Pemberton e Davidson (1984) do movimento das bolhas (ghost bubbles). A movimentação das partículas, em estado não estacionário, pode ser descrita por uma relação proveniente de um balanço de forças. Os autores verificaram que a velocidade em excesso é o parâmetro de maior importância.

Pinto et al. (1999) estudaram a influência de três fatores sobre o arraste de partículas: fração de área livre do distribuidor, massa de sólido e velocidade superficial do gás. O material utilizado foi areia com diâmetros médios entre 268 e 711mm. Com relação à influência da velocidade do gás para partículas homogêneas, os autores observaram que o aumento do TDH (C) só foi verificado para baixas velocidades.

Cipolato et al. (2004) estudaram, para leitos heterogêneos de partículas grandes (dp=400mm), a influência de 4 fatores, fração de área livre do distribuidor, massa de sólido, índice de dispersão e velocidade do gás, sobre o arraste de partículas grandes através de um planejamento fatorial. Para uma fração de área livre do distribuidor de 1,4%, e duas velocidades de v=0,46m/s e v=1,60m/s observou-se que o TDH(C) é praticamente igual, levando a concluir que o fator velocidade não interferiu neste parâmetro.

Massa/ Altura de Sólido

Hamdullahpur et al. (1986) realizaram seus experimentos em um leito fluidizado retangular de 0,319m x 0,176m x 4m. O gás de arraste utilizado estava à pressão atmosférica e temperatura ambiente. O distribuidor do tipo poroso com 209 orifícios de 2,9 mm cada. O material utilizado foi areia de diâmetro médio de 300 mm (grupo B de Geldart). Foram realizadas medições para 6 diferentes velocidades de fluidização utilizando o sistema LDV (laser Doppler velocimeter).

A velocidade axial e intensidade de turbulência foram mediadas pelo eixo central e cruzando o freeboard. Os experimentos foram realizados para 5,2 e 12 cm de leito fixo aplicando velocidades entre 0,20 a 0,40 m/s. Os autores observaram que para 0,2 m/s, a velocidade do gás na linha central aumentou com a altura de leito e para as outras velocidades a intensidade foi menor. A variação da intensidade turbulenta aumenta 35% com o aumento da altura do leito. Isso confirma que a turbulência no freeboard é induzida pela erupção das bolhas no centro do leito e o nível está fortemente dependente do tamanho das bolhas.

Fournol et al. (1973) utilizou FCC de diâmetro médio de 58 mm como material arrastado e velocidade superficial do gás variando entre 0,11-0,22 m/s. Os autores concluíram que a taxa de arraste decresce rapidamente com o aumento da altura do leito, além de depender do decréscimo da velocidade de fluidização.

Dos resultados obtidos por Pinto et al. (1999), para os quais foram utilizadas partículas homogêneas de diâmetro médio entre 268 e 711mm, massa de sólido de 1,0 a 3,0 kg, altura de 0,10 a 0,30 m e distribuidores do tipo placa perfurada (1,43, 3,40 e 5,89% de área livre) e do tipo Tuyere (1,35% de área livre), observaram que a massa de sólido presente no leito é a variável que mais influencia o TDH(C). As Figura 6 e 7 mostram a conclusão apresentada pelos autores.

Areia, dp = 268mm, Ms = 2kg, H0 = 0,20m,                    Areia dp = 400mm, n = 1.5, v = 1,6m/s,
FALD=5,98%, Uq = 1,25m/s, Dc = 0,092m                       FALD=5,9%, Dc = 0,092m

Em concordância com Pinto et al. (1999), Cipolato et al. (2004) mostraram que para misturas de partículas heterogêneas com diâmetro médio de 400 mm,  massas de sólido de 1,0 e 2,0 kg, que a massa de sólido presente no leito é a variável que mais influencia o TDH(C).Altura do Freeboard

Wen e Chen (1982) propuseram um modelo que descreve o arraste de partículas sólidas na região do freeboard de um leito fluidizado. Os autores concluíram que a taxa de arraste das partículas decrescia exponencialmente com o aumento da altura do freeboard, a taxa de elutriação de partículas finas era praticamente independente da fluidodinâmica do leito e tanto a taxa de arraste como a taxa de elutriação eram afetadas pelo tamanho da coluna. A taxa de elutriação era especialmente afetada pela parede da coluna, onde a velocidade do sólido é baixa.

Fração de Área Livre do Distribuidor

Pinto et al. (1999) apresentam que a influência da fração de área livre do distribuidor não é um fator relevante na determinação do TDH(C). Nos trabalhos destes autores, os tipos de distribuidores utilizados foram: tipo placa perfurada: 1,43, 3,40 e 5,89% de área livre e do tipo Tuyere: 1,35% de área livre e o resultado obtido é representativo para partículas homogêneas de diâmetro médio entre 268 e 711mm.

Cipolato et al. (2004) também estudaram a influencia da fração de área livre do distribuidor e observaram que este não é um fator relevante na determinação do TDH(C). Neste trabalho, os autores utilizaram distribuidores do tipo placa perfurada com fração de área livre de 1,4 e 5,9% e o resultado obtido foi representativo para partículas heterogêneas de diâmetro médio de 400mm.

Diâmetro da coluna

Zenz e Weil (1958) analisaram o efeito do diâmetro da coluna sobre o TDH para diâmetros entre 0,051 a 0,61m. Em todos os casos verificaram uma diminuição do TDH, tanto pelo efeito das paredes (pequenos diâmetros), como pela má distribuição da fase gasosa (grandes diâmetros).