Fluidización
La fluidización (o fluidización ) es un proceso similar a la licuefacción mediante el cual un material granular se convierte de un estado estático similar a un sólido a un estado dinámico similar a un fluido . Este proceso ocurre cuando un fluido ( líquido o gas ) pasa a través del material granular.
Cuando se introduce un flujo de gas a través del fondo de un lecho de partículas sólidas, se moverá hacia arriba a través del lecho a través de los espacios vacíos entre las partículas. A bajas velocidades de gas, resistencia aerodinámicaen cada partícula también es baja y, por lo tanto, el lecho permanece en un estado fijo. Al aumentar la velocidad, las fuerzas de arrastre aerodinámico comenzarán a contrarrestar las fuerzas gravitacionales, haciendo que el lecho se expanda en volumen a medida que las partículas se alejan unas de otras. Aumentando aún más la velocidad, alcanzará un valor crítico en el que las fuerzas de arrastre hacia arriba igualarán exactamente a las fuerzas gravitacionales hacia abajo, haciendo que las partículas se suspendan dentro del fluido. A este valor crítico, se dice que el lecho está fluidizado y exhibirá un comportamiento fluídico. Al aumentar aún más la velocidad del gas, la densidad aparente del lecho continuará disminuyendo y su fluidización se volverá más intensa hasta que las partículas ya no formen un lecho y sean "transportadas" hacia arriba por el flujo de gas.
Cuando se fluidifica, un lecho de partículas sólidas se comportará como un fluido, como un líquido o un gas. Como agua en un balde : el lecho se amoldará al volumen de la cámara, quedando su superficie perpendicular a la gravedad ; los objetos con una densidad más baja que la densidad del lecho flotarán en su superficie, moviéndose hacia arriba y hacia abajo si se empujan hacia abajo, mientras que los objetos con una densidad más alta se hundirán hasta el fondo del lecho. El comportamiento fluídico permite que las partículas sean transportadas como un fluido, canalizadas a través de tuberías , sin necesidad de transporte mecánico (p. Ej. Cinta transportadora ).
Un ejemplo simplificado de la vida cotidiana de un lecho fluidizado de gas sólido sería una máquina para hacer palomitas de maíz con aire caliente . Los granos de palomitas de maíz , todos bastante uniformes en tamaño y forma, están suspendidos en el aire caliente que sale de la cámara inferior. Debido a la intensa mezcla de las partículas, similar a la de un líquido hirviendo, esto permite una temperatura uniforme de los granos en toda la cámara, minimizando la cantidad de palomitas de maíz quemadas. Después de estallar, las ahora más grandes partículas de palomitas de maíz encuentran una mayor resistencia aerodinámica que las empuja fuera de la cámara hacia un recipiente.
El proceso también es clave en la formación de un volcán de arena y estructuras de escape de fluidos en sedimentos y rocas sedimentarias .
La mayoría de las aplicaciones de fluidización utilizan una o más de tres características importantes de los lechos fluidizados:
