Analisi della fluidodinamica di miscele di polveri in letti fluidizzati

I letti fluidizzati in uso nei processi industriali spesso lavorano con un’ampia distribuzione di dimensioni di particelle generata dai fenomeni di attrito e impatto che ampliano la distribuzione iniziale di dimensioni. In letteratura sono presenti diversi lavori che caratterizzano il comportamento di miscele di solidi particellari quando sono sottoposti alla fluidizzazione. Si riporta quanto trovato in letteratura.
Gibilaro et al. (1974), derivarono un modello per descrivere la segregazione delle particelle in una miscela binaria di solidi fluidizzati da gas. Il modello è in grado di fornire andamenti dei profili di concentrazione dei solidi.
Marzocchella et al. (2000), studiarono la fluidizzazione di miscele binarie appartenenti al gruppo B, secondo la classificazione di Geldart. I sistemi analizzati sono preparati miscelando in diverse proporzioni particelle di densità uguale (2500 Kg/m3) e dimensioni differenti (125μm di silice e 500μm di particelle di vetro). Le prove sono state condotte in una colonna fluidizzata munita ad intervalli regolari di trasduttori di pressione. Si sono monitorate le cadute di pressione alle varie altezze del letto durante cambiamenti quasi-statici o a gradino della velocità superficiale del gas. Si è caratterizzata la distribuzione di dimensioni delle particelle in ogni segmento della colonna dopo la fluidizzazione del letto per un dato intervallo di tempo. Per ogni miscela di solidi sono state utilizzate tre velocità superficiali di gas. Alle basse velocità il letto si comporta come un letto fisso, mentre alle alte velocità esso risulta pienamente e stabilmente fluidizzato. In un intervallo di velocità intermedia, ha luogo una fluidizzazione transitoria: il letto fluidizzato inizialmente uniforme, va incontro a segregazione, dando luogo a risalite del gas che de-fluidizzano lo strato inferiore ricco del solido a dimensione maggiore e fluidizzano lo strato surnatante da dove prevalevano le particelle fini. I valori soglia tra questi intervalli di velocità vengono ricavati come funzioni della composizione iniziale del letto. Le velocità alle quali gli strati di solidi defluidizzati si accrescono l’uno sopra l’altro a partire da letti inizialmente uniformi, e le composizioni finali degli strati della base de-fluidizzata e della testa fluidizzata sono stati ricavati per letti alle differenti concentrazioni dei solidi e al variare della velocità del gas.