13.07.2015 Views

comportamiento hidrodinamico de la fluidizacion de desechos ...

comportamiento hidrodinamico de la fluidizacion de desechos ...

comportamiento hidrodinamico de la fluidizacion de desechos ...

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

COMPORTAMIENTO HIDRODINAMICO DE LA FLUIDIZACION DEDESECHOS FORESTALESRogelio Moreno M CO)Marcelo Pare<strong>de</strong>s C. (-)Oanilo Saeza Q. (-)Amoldo Améstica R.(-)RESUMENEl objetivo <strong>de</strong>l trabajo es evaluar experimentalmente el <strong>comportamiento</strong>hidrodinámico <strong>de</strong> un lecho nuidlzado <strong>de</strong> partlcu<strong>la</strong>s <strong>de</strong> <strong>de</strong>sechos forestales.El equipo experimental incluyó un sop<strong>la</strong>dor centrifugo. dos columnas <strong>de</strong> nuldización.un distribuidor <strong>de</strong> aire y <strong>la</strong> instrumentación requerida para <strong>la</strong> obtención <strong>de</strong> los datospertinentes.Se <strong>de</strong>terminaron velocida<strong>de</strong>s mm/mas <strong>de</strong> fluidizaci6n. velocida<strong>de</strong>s terminales ypérdidas <strong>de</strong> carga en el lecho. pare pertlcu<strong>la</strong>s <strong>de</strong> hasta 12.5 x 1a-J m. en estado seco yhúmedo. También se analizó <strong>la</strong> cali<strong>de</strong>d <strong>de</strong> <strong>la</strong> nuldiz8ción en función <strong>de</strong>l diámetro <strong>de</strong> .lecho.Pa<strong>la</strong>bras c<strong>la</strong>ves: Fluidlzación, Desechos forestales. Recic<strong>la</strong>je.(") M,Sc.• Ingeniero Civil Mecánico(O') Ingeniero Civil Mecánico(O" AJumt'lO$ MemoristasInslilu10 <strong>de</strong> MaterIa," y Procesos Termidinámicos <strong>de</strong> <strong>la</strong> Facubd <strong>de</strong> Cienc¡¡¡s <strong>de</strong> <strong>la</strong> Ingenteria. UniversidadAuslrlll <strong>de</strong> Ch,"" Casil<strong>la</strong> 467, ValdioM.


ABSTRACTAn experimental evalualion of the hydrodynamie behaviour of a fluidized be<strong>de</strong>omposed by forest residue partieJes was eondueted.To that end. it was implemented an experimental equipment, eonsisting of aeentrifugal blower, two fluidizalion eolumns. an air distributor, and the neeessaryinstruments to get empirieal data.The minimum ffuidizing velocity was <strong>de</strong>terminad, 8S wall as the termina! velocity andthe pressure losses on the bed. for partieles up to 12,5 x 1~3 m, both in dry and weteondilions. The quality of the fluidization was also analysed in terms of the bed diameter.Keywords: Fluidization. Forest rasidues. Recycling.


ROGEUO MORENO M.MAACELO PAREDES C.c..NlLO BAEZA a.ARNOLOO AMESTtcA R.INTRODUCCIONEl empleo <strong>de</strong> <strong>la</strong> f1uidización como sistema para <strong>la</strong> combustión <strong>de</strong> sólidosgranu<strong>la</strong>dos ha ocupado un lugar <strong>de</strong> importancia a nivel mundial durante losúltimos 20 años, producto <strong>de</strong> <strong>la</strong> crisis energética y <strong>de</strong> <strong>la</strong> necesidad <strong>de</strong> creartecnologias <strong>de</strong> combustión no contaminantes (Broughton y Howard, 1983;Fenelly, 1984).En Chile, se han obtenido interesantes resultados en estudios re<strong>la</strong>cionadoscon <strong>la</strong> combustión <strong>de</strong> carbones nacionales en una p<strong>la</strong>nta piloto <strong>de</strong> combustiónf1uidizada, <strong>la</strong> cual posee un sistema computacional <strong>de</strong> adquisición <strong>de</strong> datos(Navarrete et al., 1990; Navarrete et al., 1992).Una i<strong>de</strong>a que parece interesante es <strong>la</strong> combustión fluidizada aplicada apartícu<strong>la</strong>s <strong>de</strong> <strong>de</strong>sechos forestales. Existe experiencia <strong>de</strong> análisis <strong>de</strong> <strong>la</strong>hidrodinámica y secado <strong>de</strong> aserrín (<strong>de</strong> un tamaño <strong>de</strong> partícu<strong>la</strong>s <strong>de</strong> hasta 4 x10. 3 m) en lecho f1uidizado en un equipo <strong>de</strong> <strong>la</strong>boratorio (Moreno, 1990; Moreno,1991). Los resultados hidrodinámicos obtenidos evi<strong>de</strong>ncian una <strong>de</strong>sviaciónimportante entre los valores experimentales y los que predicen corre<strong>la</strong>cionesinformadas en <strong>la</strong> literatura especializada, dado que éstas han sido obtenidaspara otro tipo <strong>de</strong> particu<strong>la</strong>s, normalmente más regu<strong>la</strong>res que <strong>la</strong>s que componenel aserrín.OBJETIVOEl objetivo <strong>de</strong> este trabajo es estudiar <strong>la</strong>s variables influyentes en f1uidizar<strong>de</strong>sechos forestales <strong>de</strong> un tamaño <strong>de</strong> partícu<strong>la</strong>s mayor a <strong>la</strong>s <strong>de</strong>l aserrin. Se<strong>de</strong>terminan velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> operación y pérdidas <strong>de</strong> carga en el lecho, tantopara sólidos con humedad <strong>de</strong> equilibrio como para sólidos húmedos, con el fin<strong>de</strong> emplear estos datos en el diseño <strong>de</strong> una unidad <strong>de</strong> combustión <strong>de</strong> lechof1uidizado.Volumen 7, Númefo 1, 1993125


COMPORTAMIENTO HIDROOINAMICO DE LAFL.UICMZACION DE DESECHOS FORESTALESMATERIAL Y METOOOEquipoEn <strong>la</strong> Figura N' 1 se muestra un esquema <strong>de</strong>l equipo experimentalempleado para el estudio. Consta <strong>de</strong> un sop<strong>la</strong>dor centrifugo (1) <strong>de</strong> 0,4 m'ls <strong>de</strong>caudal y 4 kPa <strong>de</strong> presión estática para impulsar aire en condiciones normalesa dos columnas <strong>de</strong> f1uidización (2) <strong>de</strong> 0,10 Y 0,20 m <strong>de</strong> diámetro, construidas<strong>de</strong> acrílico. El caudal <strong>de</strong> aire se regu<strong>la</strong> con una válvu<strong>la</strong> <strong>de</strong> mariposa (3)ubicada en <strong>la</strong> <strong>de</strong>scarga <strong>de</strong>l venti<strong>la</strong>dor y con dos válvu<strong>la</strong>s <strong>de</strong> cierre (4) ubicadas<strong>de</strong>bajo <strong>de</strong> <strong>la</strong>s columnas. En <strong>la</strong> base <strong>de</strong> <strong>la</strong>s columnas se dispone <strong>de</strong>distribuidores <strong>de</strong> aire, consistentes en p<strong>la</strong>cas con peñoraciones mulliples (5)construidas con p<strong>la</strong>nchas <strong>de</strong> acero. Para <strong>la</strong> medición <strong>de</strong> velocida<strong>de</strong>s se dispone<strong>de</strong> un anemómetro <strong>de</strong> aletas con lectura digital (6) <strong>de</strong> 0,1 mis <strong>de</strong> resolución,que permite obtener <strong>la</strong> velocidad supeñicial <strong>de</strong>l aire en <strong>la</strong> sección transversal<strong>de</strong> <strong>la</strong> columna <strong>de</strong> fluidización. La caída <strong>de</strong> presión en el lecho se mi<strong>de</strong> con unmanómetro diferencial <strong>de</strong> 0,01" H 20 <strong>de</strong> resolución (7) conectado a <strong>la</strong>s tomas <strong>de</strong>presión (8) ubicadas en <strong>la</strong>s pare<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l lecho.2Figura N' 1. ESQUEMA DEL EQUIPO EXPERIMENTAL EMPLEADO26ICiencia e Investigación Fores1al


ROGEUO MORENO M.MORCELO PAREDES C.OANLO llAEZA O.ARNOlOO _STlCA R.MetodologiaLa metodología empleada en el estudio se basa en <strong>la</strong> oonstrucción <strong>de</strong>lgráfico <strong>de</strong> pérdidas <strong>de</strong> carga <strong>de</strong>l lecho versus <strong>la</strong> velocidad superficial <strong>de</strong>l aire.La velocidad <strong>de</strong> operación <strong>de</strong> un lecho fluidlzado es un parámetro cuyovalor está entre <strong>la</strong> velocidad mínima <strong>de</strong> fluídízación ( Vmf ) y <strong>la</strong> velocidadterminal ( VI). La primera oorrespon<strong>de</strong> a <strong>la</strong> velocidad a <strong>la</strong> cual <strong>la</strong> fuerza <strong>de</strong>arrastre <strong>de</strong>l aire mantiene en suspensión a <strong>la</strong>s partícu<strong>la</strong>s en el lecho y <strong>la</strong>segunda es <strong>la</strong> velocidad a <strong>la</strong> cual <strong>la</strong>s partícu<strong>la</strong>s oomienzan a ser arrastradasfuera <strong>de</strong>l lecho. La velocidad <strong>de</strong> operación permite <strong>de</strong>terminar los caudales <strong>de</strong>aire a manejar por el sop<strong>la</strong>dor <strong>de</strong> una unidad <strong>de</strong> lecho fluidizado.Por otra parte, <strong>la</strong> pérdida <strong>de</strong> carga <strong>de</strong>l lecho oorrespon<strong>de</strong> a <strong>la</strong> caida <strong>de</strong>presión <strong>de</strong>l aire al pasar a través <strong>de</strong> <strong>la</strong>s partícu<strong>la</strong>s sólídas. Este parámetro,sumado a <strong>la</strong>s pérdidas <strong>de</strong> presíón <strong>de</strong>l resto <strong>de</strong>l sistema, permite <strong>de</strong>terminar <strong>la</strong>scaracterísticas <strong>de</strong> presión estática <strong>de</strong>l sop<strong>la</strong>dor.Construyendo un gráfioo <strong>de</strong> pérdida <strong>de</strong> carga <strong>de</strong>l lecho versus velocidadsuperficial <strong>de</strong>l aire se pue<strong>de</strong> obtener <strong>la</strong> velocidad minima <strong>de</strong> fluidizaciónintersectando <strong>la</strong> curva <strong>de</strong> lecho fijo con <strong>la</strong> <strong>de</strong> lecho fluídízado (Davidson et al.,1985) tal como se muestra en <strong>la</strong> Figura N D 2. Esta es una representaciónteórica <strong>de</strong>l fenómeno, ya que, en <strong>la</strong> práctica, se sabe que en el caso <strong>de</strong>fluidización <strong>de</strong> sólidos irregu<strong>la</strong>res y polidispersos, esta curva presentaalteraciones con fluctuaciones <strong>de</strong> <strong>la</strong> pérdida <strong>de</strong> carga en <strong>la</strong> transición <strong>de</strong> lechofijo a lecho fluidizado (Reyes, 1987).Volumen 7, NUmero 1, 1993127


ROGEUO MORENO M.MARCELO PAREDES C.QANILO BAEZA a.ARNOLOO /J,I,/f;STlCA R.Cuadro N°1CLASIFICACION DE DESECHOS FORESTALESMuestras npo y Origen Tomano Humedad OrigendD x 10"¡ml Base Húmeda (Hbhl ('l61A Astil<strong>la</strong>do Aserra<strong>de</strong>ro Fino 4,8-95 409B Astil<strong>la</strong>do Aserra<strong>de</strong>ro Grueso 95-125 40,9C Viruta CeoiUado Fina 10-95 92O Viruta Cenil<strong>la</strong>do Gruesa 9,5-12,5 15,2E chiOO >20 15,0F Descortezado >30 30,0dp: O~metropartlcu<strong>la</strong>sLos parámetros seleccionados para los ensayos son tipo <strong>de</strong> <strong>de</strong>secho,granulometria, humedad <strong>de</strong> sólidos, altura <strong>de</strong>l lecho y diámetro <strong>de</strong> <strong>la</strong> columna<strong>de</strong> fluidización.RESULTADOS Y DISCUSIONEn <strong>la</strong> Figura N° 3 se pue<strong>de</strong> apreciar un gráfico típico obtenido para el caso<strong>de</strong> una muestra A. En él se aprecia <strong>la</strong> inestabilidad Que se produce en <strong>la</strong> zona<strong>de</strong> Iransición <strong>de</strong> lecho fijo a lecho fluidizado evi<strong>de</strong>nciándose esta enfluctuaciones <strong>de</strong> <strong>la</strong> pérdida <strong>de</strong> carga a medida que aumenta <strong>la</strong> velocidad paraluego estabilizarse.En estos casos, <strong>de</strong>bido a que hay un rango <strong>de</strong> tamaño <strong>de</strong> particu<strong>la</strong>, aunqueexista tamizado previo, <strong>la</strong> velocidad mínima <strong>de</strong> fluidización no posee un valorfijo sino que también está en un rango, el cual aparece en <strong>la</strong> Figura N° 3. Deigual forma, se ensayaron <strong>la</strong>s otras muestras, tanto en estado <strong>de</strong> humedad <strong>de</strong>equilibrio como en estado húmedo, obteniéndose <strong>la</strong>s velocida<strong>de</strong>s indicadas enel Cuadro N" 2, en el cual se dan a conocer, a<strong>de</strong>más, los valores obtenidospara <strong>la</strong> velocidad terminal, que también osciló en un amplio margen,Volumen 7. Numero 1, 1993129


COMPORTAMIENTO HIDRODINAMICO DE LAFlUIDIZACION DE DESECHOS FORESTALES5045 dp=O,OO48 - 0,0095 m40 Hbh=15,0 'lb~ 35 Vmf Máx.~1;"30~u25-11"izo:2~ 15a.105°..-+--+--I-----.,~__+--+-_+-_+-_+_-_+_-_i°0,1 0,25 0,4 0,55 0,65 0,7 1,15 1,4Velocidad SuperfICial (mis)1,6 1,652Figura N' 3. CURVA DE PERDIDA DE CARGA PARA LA FLUIDlZACION DE ASTILLAS FINASDE ASERRADERO EN COLUMNA DE 0,2 m DE DIAMETRO.Cuadro N' 2VELOCIDADES DE OPERACION PARA DESECHOS FORESTALESEN LECHO DE 0,1 m DE DIAMETROMuestra Estado Humedad <strong>de</strong> Eauilibrio Estado HúmedoVmf mis) VI (mlsl Hbh ('lb) Vmflmlsl VI (mis) Hbh 'lb)A 0,7-1,8 2,4-3,8 13,0 1,2-3,5 4,0-5,5 64,8B 1,0-2,0 2,8-5,0 15,0 1,7-3,5 4,5-5,5 66,5C 0,3-0,9 1.5-3,0 9,2 0,7-3,0 2,0-5,0 66,7O 0,5-1,1 2.0-3,3 15,2 0,8-4.0 3,0-5,5 71,0Con el fin <strong>de</strong> comparar estos resultados con los obtenidos en estudiosanteriores para el caso <strong>de</strong>l aserrín, el Cuadro N' 3 proporciona <strong>la</strong>s velocida<strong>de</strong>s<strong>de</strong> f1uidización y terminal, promedio para particu<strong>la</strong>s <strong>de</strong> tamaño inferior a los 4 x10.3 m.3OICieocia e lnvesligadón Forestal


ROGElIO MORENO M.MARCElO PAREDES C.DANILO BAEZA O.ARNOLOO AMESTtCA RCuadro N" 3VELOCIDADES DE OPERACION DEL ASERRIN SECOdo xlO'(m) Vmf(mls) VI mis0,359 0,11 1130,505 0,16 1,380,890 0,27 1 781,595 0,44 2,362,190 0,51 2,733,570 0,69 3,35(Moreno, 1990).Se <strong>de</strong>be <strong>de</strong>stacar que el fenómeno <strong>de</strong> inestabilidad <strong>de</strong> <strong>la</strong> presión tambiénhabia sido observado en el caso <strong>de</strong>l aserrín,En re<strong>la</strong>ción a los resultados <strong>de</strong>l Cuadro N° 2, que no contemp<strong>la</strong> <strong>la</strong>s muestrasE y F, se <strong>de</strong>be <strong>de</strong>cir que efectivamente se disponia <strong>de</strong> muestras congranulometria mayor a 20 x 10 -3 m, correspondientes a chips y <strong>de</strong>scortezados,tal como lo seña<strong>la</strong> el Cuadro N° 1. Sin embargo, estos sólidos no pudieron serfluidizados con el equipo experimental disponible, el cual permite velocida<strong>de</strong>ssuperficiales <strong>de</strong> hasta 5,5 mis. Como estas muestras no son homogéneas, alser tomadas <strong>de</strong> un proceso industrial, existian sólo algunas particu<strong>la</strong>s <strong>de</strong>pequeño tamaño que eran f1uidizadas, pero el fenómeno no es generalizado,En el Cuadro N° 2 también se pue<strong>de</strong> apreciar que, en el caso <strong>de</strong> virutas <strong>de</strong>granulometria re<strong>la</strong>tivamente gran<strong>de</strong>, <strong>la</strong>s velocida<strong>de</strong>s obtenidas para lograr <strong>la</strong>f1uidización son bajas, lo cual se <strong>de</strong>be a que por su geometria <strong>la</strong> superficie <strong>de</strong>exposición a <strong>la</strong> corriente <strong>de</strong> aire por unidad <strong>de</strong> volumen es alta, lo que haceque <strong>la</strong> fuerza <strong>de</strong> arrastre necesaria para equilibrar su peso se logre con unamenor velocidad <strong>de</strong>l aire.En general, en los resultados obtenidos se observa una ten<strong>de</strong>ncia acor<strong>de</strong>con <strong>la</strong> teoria, respecto <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong> <strong>la</strong> velocidad con tamaño <strong>de</strong>particu<strong>la</strong>s y humedad <strong>de</strong> sólidos (Kunii y Levenspiel. 1969; Reyes, 1987)La Figura N° 4 muestra el <strong>comportamiento</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> pérdida <strong>de</strong> carga máxima<strong>de</strong>l lecho <strong>de</strong> particu<strong>la</strong>s, por unidad <strong>de</strong> altura <strong>de</strong> lecho, con respecto a <strong>la</strong>humedad <strong>de</strong> los sólidos. Esta pérdida <strong>de</strong> carga fue <strong>de</strong>terminadaexperimentalmente en base al peso <strong>de</strong> <strong>la</strong>s muestras, por unidad <strong>de</strong> seccióntransversal <strong>de</strong>l lecho. Cabe hacer notar que este valor es mayor que el que seVolumen 7. Numero 1, 1993131


COMPORTAMIENTO HIDRODINAMICO DE LAFlUIDlZACION DE oeSECHOS FORESTALESmidió con un manómetro diferencial. lo se <strong>de</strong>be a que <strong>la</strong> calidad <strong>de</strong> <strong>la</strong>fiuidización no es cien por ciento efectiva al usar una p<strong>la</strong>ca distribuidora tipomultiorificio. Este aspecto <strong>de</strong>l diseño actualmente está siendo optimizado porlos autores. Por tanto, se reportan los valores máximos <strong>de</strong> pérdida <strong>de</strong> presiónpara una completa f1uidización, ya que son estos valores los que habría queconsi<strong>de</strong>rar en ei dimensionamiento <strong>de</strong>l venti<strong>la</strong>dor <strong>de</strong> un lecho fluid izado.3000E 2500"' ~,~ 2000''g::>"~ 1500~A-,-B-..-c~D"u~ 1000~"11 1,..._);::;~:=-_-*__X-----l~----~~ 500 4'o-l----


ROGEUO MORENO M.MARCElO PAREDES C.DANILD BAEZA a.ARNQlOO AMESTICA R.ó.pIL = (I-E) (Ps-Pfl gdon<strong>de</strong>:6p = pérdida <strong>de</strong> presión (Pa)L =altura <strong>de</strong> lecho (m)E =porosidad <strong>de</strong> lecho (m' vaclo/m' lecho)Ps = <strong>de</strong>nsidad <strong>de</strong> sólido (Kglm')P, =<strong>de</strong>nsidad <strong>de</strong>l f1uidizanle (Kglm')9 = ace~raci6n <strong>de</strong> gravedad (mls 1 )En esta ecuación <strong>la</strong> <strong>de</strong>nsidad <strong>de</strong> <strong>la</strong>s partícu<strong>la</strong>s es el parámetro a través <strong>de</strong>lcual interviene <strong>la</strong> humedad <strong>de</strong> <strong>la</strong>s muestras.También los resultados son concordantes con <strong>la</strong> teoría al comparar losvalores <strong>de</strong> pérdida <strong>de</strong> presión <strong>de</strong> <strong>la</strong>s partícu<strong>la</strong>s astil<strong>la</strong>das (A o B) con los <strong>de</strong> <strong>la</strong>sparticu<strong>la</strong>s tipo viruta (C o O). La menor caída <strong>de</strong> presión en el segundo caso, se<strong>de</strong>be a que por <strong>la</strong> geometria que poseen <strong>la</strong>s virutas, <strong>la</strong> porosidad <strong>de</strong>l lecho esalta con respecto a <strong>la</strong> que se presenta en el caso <strong>de</strong> partícu<strong>la</strong>s máscompacta bies.Por otro <strong>la</strong>do, ias diferencias entre <strong>la</strong>s muestras C y O se <strong>de</strong>ben a que, en elcaso <strong>de</strong> <strong>la</strong> viruta fina (C), <strong>la</strong> distribución <strong>de</strong> tamaño <strong>de</strong> <strong>la</strong>s partícu<strong>la</strong>s es amplia(1,0 - 9,5 x 10. 3 m), por lo que <strong>la</strong> porosidad en este caso es menor que para <strong>la</strong>svirutas <strong>de</strong> tamaño 9,5 - 12,5 x 10- 3 m y <strong>la</strong> muestra e es por tanto más pesadaque <strong>la</strong> O. .Finalmente, respecto <strong>de</strong> <strong>la</strong> calidad <strong>de</strong> <strong>la</strong> fluidízación, se pudo verificar queen <strong>la</strong>s columnas <strong>de</strong> 0,1 m <strong>de</strong> diámetro es muy dificil fluid izar lechos <strong>de</strong> alturassuperiores a íos 70 x 10. 3 m, produciéndose efectos <strong>de</strong> pistoneo y flujocanalizado <strong>de</strong>l aire, fenómenos que son más significativos a altas humeda<strong>de</strong>s<strong>de</strong> sólidos. En contraste con lo anterior, en <strong>la</strong> columna <strong>de</strong> 0,2 m <strong>de</strong> díámetrofue posible fluid izar iechos <strong>de</strong> hasta 120 a 150 x 10. 3 m <strong>de</strong> allura,evi<strong>de</strong>nciándose incluso una leve disminución <strong>de</strong> <strong>la</strong>s velocida<strong>de</strong>s requeridaspara <strong>la</strong> suspensión <strong>de</strong> sólidos, tal como se muestra en el Cuadro N° 4.Volumen 7, Número 1, 1993133


COMPORTAMIENTO HIDROO'NAMICO DE LAFLUIDaACION OE DESECHOS FORESTALESCuadro N° 4EFECTOS DEL DIAMETRO DE COLUMNA EN LAS VELOCIDADES DE FLUIDIZACION PARADESECHOS SECOSMuestra Columna <strong>de</strong> 0,1 m Columna <strong>de</strong> O2mVmf mIs VI Imis Vmflmlsl VI (mis)A 07·1.8 2A·3.8 0.6 - 1.2 2.1·3.0B 1.0 - 2.0 2.8 - 5.0 0.7· 1.6 2.6·3AD 0.5 - 1.1 2.0·3.3 OA - 1.0 1.8 - 3.0De esto se pue<strong>de</strong> concluir que el Oujo pistón, como fenómeno in<strong>de</strong>seado yproducido por <strong>la</strong> influencia <strong>de</strong> <strong>la</strong>s pare<strong>de</strong>s <strong>de</strong> <strong>la</strong> columna sobre el lecho, sepue<strong>de</strong> atenuar al emplear lechos <strong>de</strong> mayor diámetro o mayor seccióntransversal.CONCLUSIONESSe evaluaron experimentalmente <strong>la</strong>s variables hidrodinámicas <strong>de</strong> <strong>la</strong>f1uidización <strong>de</strong> <strong>de</strong>sechos forestales, tales como velocidad mínima <strong>de</strong>fluidización, velocidad terminal y pérdidas <strong>de</strong> carga, empleando comoparámetros <strong>la</strong> granulometría y humedad <strong>de</strong> los sólidos, <strong>la</strong> altura <strong>de</strong>l lechofluid izado y el diámetro <strong>de</strong> <strong>la</strong> columna <strong>de</strong> Ouidización.Se comprobó que es posible obtener <strong>la</strong> f1uidización <strong>de</strong> <strong>de</strong>sechos forestalescon velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> operación entre 1 y 5 mis, <strong>de</strong>pendiendo <strong>de</strong>l tamaño yhumedad <strong>de</strong> <strong>la</strong>s particu<strong>la</strong>s.En general, a medida que el tamaño <strong>de</strong> particu<strong>la</strong>s aumenta, se requierenmayores velocida<strong>de</strong>s minimas <strong>de</strong> f1uidización y terminales, Sin embargo, enparticu<strong>la</strong>s <strong>de</strong> gran superficie por unidad <strong>de</strong> volumen, como es el caso <strong>de</strong> <strong>la</strong>svirutas <strong>de</strong> cepil<strong>la</strong>do, se necesita una velocidad menor que <strong>la</strong> quecorrespon<strong>de</strong>ría a su tamaño <strong>de</strong>terminado por tamizado.La humedad influye directamente en <strong>la</strong> <strong>de</strong>nsidad o peso <strong>de</strong> <strong>la</strong>s particu<strong>la</strong>s ypor tanto en <strong>la</strong> velocidad <strong>de</strong> operación <strong>de</strong>l equipo.341C181'1C13 e InveshgaciÓfl Forestal


ROGEllO MORENO M.MARCELO PAREDES CDANILO BAEZA a.ARNOLDO AMEST1CA R.Las pérdidas <strong>de</strong> carga <strong>de</strong>l lecho son directamente proporcionales a <strong>la</strong>humedad <strong>de</strong> los sólidos. Con respecto a <strong>la</strong> granulometría, se pue<strong>de</strong> afirmarque <strong>la</strong>s particu<strong>la</strong>s con gran superficie por unidad <strong>de</strong> volumen (virutas)presentan menos pérdidas <strong>de</strong> carga a pesar <strong>de</strong> tener mayor tamaño, ya que enun <strong>de</strong>terminado volumen <strong>de</strong> lecho hay menos masa <strong>de</strong> producto, <strong>de</strong>bido a <strong>la</strong>alta porosidad intersticial que <strong>de</strong>jan <strong>la</strong>s particu<strong>la</strong>s.La f1uidización se ve beneficiada con el empleo <strong>de</strong> columnas <strong>de</strong> mayorsección transversal, consiguiéndose fluidizar, para <strong>la</strong> misma energia disponibleen el venti<strong>la</strong>dor, mayores volúmenes <strong>de</strong> material, optimizando <strong>de</strong> esta forma elrendimiento <strong>de</strong> <strong>la</strong> unidad.Esta extrapo<strong>la</strong>ción es valida hasta un cierto limite que sería necesarío <strong>de</strong>finirexperimentalmente.Se espera que sea posible optimizar el diseño, especialmente en lo que serefiere a <strong>la</strong> calidad <strong>de</strong> <strong>la</strong> f1uidización, mejorando el diseño <strong>de</strong> <strong>la</strong> p<strong>la</strong>cadistribuidora <strong>de</strong> aire para disminuir al máximo el pistoneo y <strong>la</strong> canalización.RECONOCIMIENTOEste trabajo se realizó gracias al apoyo brindado por <strong>la</strong> Dirección <strong>de</strong>Investigación y Desarrollo <strong>de</strong> <strong>la</strong> Universidad Austral <strong>de</strong> Chile al Proyecto <strong>de</strong>Investigación S-92-14. Los autores <strong>de</strong>l trabajo también agra<strong>de</strong>cen <strong>la</strong>co<strong>la</strong>boración <strong>de</strong>l profesor Dr. Pedro Navarrete A. <strong>de</strong> <strong>la</strong> Facultad <strong>de</strong> Ingeniería<strong>de</strong> <strong>la</strong> Universidad <strong>de</strong> Santiago <strong>de</strong> Chile.Volumen 7. Número 1. 1993135


COMPORTAMIENTO HIORODINAMICO DE LAFLUIOlZACION DE DESECHOS FORESTALESREFERENCIASBrough!on, J. and J.R. Howard, 1983. Combustion 01 Coal in Fluidized Beds,Fluidized Seds, Combustion and Applications, Ed. by J. R. Howard, Applied SciencePublishers, London, 37-76.Oavidson, J.F., R, Clift and O. Harrison. 1985. Fluidization, Aca<strong>de</strong>mics Press, Inc.,London.Fenelly, P.F. 1984. Fluidized Sed Combustion, American Scien!is!. 72:254-261,Kunii, O. and O. Levenspiel. 1969New York. 64-80.Fluidization Engineering, John Wiley & Sons, Inc.,Moreno, R. 1990 Fluidización <strong>de</strong> Aserrin' Comportamiento Hidrodinámico y Estudio <strong>de</strong>Corre<strong>la</strong>ciones, Anales IV Congreso Nacional <strong>de</strong> Ingenier<strong>la</strong> Mecánica, 331-343,SantiagoMoreno, R. 1991. Secado <strong>de</strong> Aserrín en Lecho Fluidizado, Ciencia e InvestigaciónForestal, Instituto Forestal, 5(2) 217-227Navarrete, P., U. Zuñiga, R. Santan<strong>de</strong>r, M. Salinas, O. Torres y R. Mansma. 1990.Desarrollo y Experimentación <strong>de</strong> P<strong>la</strong>nta Piloto para Combustión <strong>de</strong> Lecho Fluidizado,Anales IV Congreso Nacional <strong>de</strong> Ingeniería Mecánica, 359-365, Santiago.Navarre!e, P., U. Zuñiga, F. Valenzue<strong>la</strong>, L. Faún<strong>de</strong>z, A. Martinich, A. Ja<strong>la</strong>l y G. Lira.1992. Prototipo Modificado <strong>de</strong> Laboratorio para <strong>la</strong> Combustión en Lecho Fluidizado,Anales V Congreso Nacional <strong>de</strong> Ingeniería Mecánica, 2: 501-505, Punta Arenas.Reyes, A" 1987. Parámetros <strong>de</strong> Diseño <strong>de</strong> Reactores <strong>de</strong> Lecho Fluidizado, SeminarioFundamentos <strong>de</strong> Transferencia <strong>de</strong> Calor y Materia en Lechos Fluidizados. USACH.28pp. Valdivia, Chile36JCiencia e Investigación For9S1al

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!