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• Karla Edith Campos-Díaz* •
Instituto Politécnico Nacional, México
*Corresponding author
• José Luis Alvarez-Cruz •
Universidad Nacional Autónoma de México
Campos-Díaz, K. E., & Alvarez-Cruz, J. L. (May-June, 2017).
A proposal of a hydrodynamic model to low Reynolds
numbers in a liquid-solid inverse fluidized bed reactor.
Water Technology and Sciences
(in Spanish),
8
(3), 143-150.
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/m
3
, 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.
ISSN 2007-2422
•
Tecnología y Ciencias del Agua
, vol. VIII, núm. 3, mayo-junio de 2017, pp. 143-150
A proposal of a hydrodynamic model to low
Reynolds numbers in a l iquid-sol id inverse f luidized
bed reactor
Received: 18/01/2016
Accepted: 11/01/2017
Campos-Díaz, K. E., & Alvarez-Cruz, J. L. (mayo-junio, 2017).
Propuesta de un modelo hidrodinámico para números de Reynolds
pequeños en un reactor de lecho fluidizado inverso sólido-líquido.
Tecnología y Ciencias del Agua
,
8
(3), 143-150.
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/m
3
, 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.
Abstract
Resumen
