ISSN electrónico: 2007-2422   ISSN impreso: 0187-8336      Usted esta aquí: Inicio
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A proposal of a hydrodynamic model to low Reynolds numbers in a liquid-solid inverse fluidized bed reactor
  • Karla Edith Campos-Díaz
  • José Luis Alvarez-Cruz
This paper examines the fundamental characteristics of an inverse liquid- solid inverse fluidized bed reactor. In this reactor, many experiments were performed using three sizes of polypropylene spherical solids, lighter than water, with different diameters (4.00, 4.16 and 4.18 mm) and of densities ranging from 808 to 867 kg/m3, these were fluidized by continuous liquid phase flow. Various bed heights were obtained at different flowrates from 0.95 to 9.5 (l min-1). A predictive model is developed for the hydrodynamic behavior, such as height and solid holdups (bed porosity), this model was derived from the balance of forces acting on a single particle and the set of particles found in the fluidized bed; uses process parameters, such as reactor dimensions, particle properties, and liquid flowrates as input variables, this model also includes the inertial drag coefficient which allow extended a non-spherical particles. This model has several advantages when compared with previously reported. Among them, advantages such as standard deviation values = 0.9% between experimental and calculated bed porosity, the bed porosity can be expressed in terms of the Reynolds and Archimedes numbers and this model estimate bed porosity in a range of Reynolds number from 5.5 to 200 which has not been studied in an inverse fluidized bed reactors.
Keywords: Inverse fluidized bed reactor, bed porosity, porosity, reynolds number, archimedes number, hydrodynamic, solid holdups, inertial drag coefficients.
Propuesta de un modelo hidrodinámico para números de Reynolds pequeños en un reactor de lecho fluidizado inverso sólido-líquido


El presente estudio tuvo como finalidad estudiar el comportamiento hidrodinámico de un reactor de lecho fluidizado sólido-líquido operado a flujo inverso. En este reactor se realizaron varios experimentos usando partículas esféricas sólidas de polipropileno más ligeras que el agua de tres diferentes tamaños, con distintos diámetros (4.00, 4.16 y 4.18 mm) y densidades que van de 808 a 867 kg/m3, que fueron fluidizadas por un flujo continuo de líquido. La altura del lecho fue determinada a diferentes velocidades de flujo de 0.95 a 9.5 (l min-1). Se desarrolló un modelo para predecir el comportamiento hidrodinámico, como la altura y el vacío entre los sólidos (porosidad del lecho); este modelo se derivó de la relación de fuerzas que actúan sobre una sola partícula y el conjunto de partículas que se encuentran en el lecho fluidizado; utiliza parámetros del proceso, como dimensiones del reactor, propiedades de las partículas y velocidades del líquido como variables de entrada; este modelo también incluye el coeficiente de arrastre inercial, el cual permite aplicarlo para partículas no esféricas. Este modelo tiene varias ventajas comparado con los reportados por otros autores, entre ellas, valores de desviación estándar = 0.9% entre la porosidad del lecho experimental y la calculada; la porosidad del lecho puede ser expresada en términos de los números de Reynolds y Arquímedes, y este modelo estima la porosidad del lecho en un rango de número de Reynolds a partir de 5.5 a 200, el cual no ha sido estudiado en un reactor de lecho fluidizado inverso.

Palabras clave: reactor de lecho fluidizado inverso, porosidad del lecho, porosidad, número de Reynolds, número de Arquímedes, hidrodinámica, vacío entre sólidos, coeficientes de arrastre inercial.