Esperimenti di fluidizzazione vibrata di una polvere coesiva di silice

Lo scopo del lavoro di tesi è quello di investigare sperimentalmente la possibilità di fluidizzare una polvere coesiva di silice con l’applicazione di vibrazione meccanica e di individuare eventualmente le condizioni operativa ottimali per favorire tale tecnica.
Un letto di silice di peso 0.300 kg è stato alloggiato in una colonna cilindrica di diametro interno di 85 mm. Come gas fluidizzante è stata impiegata aria deumidificata a temperatura ambiente.
La sperimentazione condotta ha riguardato l’ottenimento delle curve di fluidizzazione e delle curve di espansione del materiale utilizzato in assenza e in presenza di vibrazioni a valori dell’accelerazione di 2 g e a frequenza variabile nell’intervallo tra 15 Hz e 150 Hz.
Una seconda tipologia di prove è stata eseguita variando sia il valore dell’accelerazione tra 1 g e 4 g, che la frequenza tra 15 Hz e 125 Hz. In questo caso sono state misurate le perdite di carico nel flusso d’aria e l’altezza del letto in fase di defluidizzazione. In particolare, queste misure sono state effettuate a tre valori di velocità fissati e dopo avere aerato la polvere in condizioni di piena fluidizzazione.
L’applicazione delle vibrazioni è risultata favorevole per la movimentazione del letto. La vibrazione presumibilmente agisce sui contatti interparticellari e promuove la ridistribuzione delle particelle riducendo la stabilità aggregata della polvere.
Sono state osservate fenomenologie differenti nel corso delle prove sperimentali a frequenze maggiori e minori di 80 Hz e valori molto diversi di predite di carico dell’aria e espansione del letto. Il valore dell’accelerazione non è quindi risultato un parametro così determinante, come il valore della frequenza.
Inoltre, i risultati sperimentali in termini di perdite di carico ed espansione del letto sono stati elaborati con l’equazione di Ergun per stimare il diametro degli aggregati presenti nel letto alle diverse condizioni di vibrazione. I diametri così valutati sono in ottimo accordo con quelli osservati in tecniche differenti da Liguori (2005) nello stesso materiale. La variazione dei diametri con l’accelerazione è coerente con il modello proposto da Donsì et al (2003) per la stima degli stessi.