Fluidizáció Jelensége: Áramlás szemcsehalmazon (töltetes ágyon) keresztül. a, Ha a fluidum áramlási sebessége egy jellemző u1 értéknél kisebb, akkor a szemcsék mozdulatlanok, a rendszer állóágyként működik; c, ha az áramlási sebesség egy adott u2 értéknél nagyobb, akkor a fluidum a szemcséket magával ragadja, azokat pneumatikusan szállítja; b, ha a fluidum sebessége u1 és u2 között van, akkor a szemcsehalmaz fellazul, a részecskék elválnak egymástól és a fluidumban egyenként lebegnek, maga az egész rendszer nagy viszkozitású, forrásban lévő folyadékként viselkedik, fluidizációs állapot alakul ki.

Felhasználása: szilárd anyagok keverése, szállítása, hőcsere, szárítás, adszorpció, katalitikus reaktorok, (heterogén katalízis)

Rétegvastagság sebesség függése Nyomásesés sebesség függése h – rétegvastagság v – sebesség (a teljes keresztmetszetre vonatkozó lineáris sebesség) vfl – min. fluidizációs sebesség vk – kihordási sebesség Dp – nyomásesés (hidrodinamikai ellenállás) A görbék hiszterézist mutatnak

A fluidizációhoz szükséges minimális sebesség meghatározása Kvantitatív leírása: A fluidizációhoz szükséges minimális sebesség meghatározása A1 = A2 z1 – z2 = -h v1 = v2, mert A1 = A2 Bernoulli egyenlet, kiegészülve egy a súrlódás miatti fajlagos energia veszteségi taggal

Milyen erők hatnak? felfelé ható erő: lefelé ható erő: a szilárd és a fluidum nehézségi ereje ahol e – szabad térfogati tényező V – a fluid ágy térfogata rf – a fluidum sűrűsége rs – a szilárd anyag sűrűsége

Egyensúly esetén - fluidizáció Behelyettesítve a Bernoulli egyenletbe:

A fluidizációhoz szükséges minimális sebesség: A szilárd szemcsés rétegen való átáramlás energiaveszteségét számíthatjuk a súrlódási veszteségből. ahol: λd - súrlódási együttható h - rétegvastagság ds - részecskék jellemző mérete v - lineáris áramlási sebesség A fluidizációhoz szükséges minimális sebesség:

Fluidizációs szám: a részecskemozgás intenzitását jellemzi Homogén fluidizáció: egyenletes sűrűség, folyadék szilárd rendszerek esetén. Inhomogén fl.: gáz-szilárd Inhomogén fluidizáció: buborékképződés, csatornaképződés (gejzír), dugószerű áramlás

Fluidizációs szárítók a, Egykamrás szárító fluidizált réteggel

b, Egyenáramú szárító (pneumatikus) Kalorifer: Nagyobb helyiségek, csarnokok, raktárak fűtésére szolgáló nagyobb test, amelyet felmelegítenek és rajta keresztül levegőt áramoltatnak; léghevítő, légfűtéses kályha.

c, Fliudágyas, többkamrás (szárító, adszorber, reaktor, stb.)

Fluidizációs kemence

Fluidizációs készülékek szabványos jelképei: Fluidágyas szárító Fluidágyas reaktor

A fluidizáció előnyei: A folyamatos betáplálás és anyagelvétel megoldható, termelékenység egyszerűség, nincsenek mozgó alkatrészek Intenzív keverés – egyenletes hő és koncentráció elosztás, Intenzív anyag és hőátadás (jó keveredés), Nagy felületen, rövid érintkezési idő – intenzív reaktor. Hátrányai: Erózió (a részecske és a készülék is), A kihordás miatt – fluidum – szilárd szeparátor kell