Caída de presión en lecho empacado: Es un sistema compacto el cual es atravesado por un fluido
(líquido o gas), se conforma de partículas solidad con propiedades físicas y químicas similares. La
velocidad del flujo que atraviesa el lecho define el tipo de lecho; si esta es menor a la velocidad de
arrastre o sustentación, se le denomina lecho empacado, porque sus partículas se mantienen en
reposo. La resistencia al flujo de un fluido a través de los huecos de un lecho de solidos es la
resultante del rozamiento total de todas las partículas del lecho. El rozamiento total por unidad de
área es igual a la suma de dos tipos de fuerza: fuerzas de rozamiento viscoso y fuerzas de inercia.
Las partículas están dispuestas al azas, sin orientaciones preferentes, todas las partículas tienen el
mismo tamaño y forma de efectos de pared son despreciables.
Las principales magnitudes del lecho empacado son la porosidad del lecho o fracción de huevos y
la esfericidad de la partícula, ambas están relacionadas. La pérdida de la presión entre dos puntos
de tubería, situados ambos lados de una válvula, debido al rozamiento hidráulico. Las caídas de
presión altas se asocian a caudales muy grandes y/o en diámetros muy chicos. Los fluidos viscosos
también dan caídas de presión altas. La pérdida fraccional para flujo a través de lechos rellenos
puede calcularse utilizando la expresión de Ergun:
∆ P
L=150 μ V 0
Φs
2DP
2
(1−ϵ)2
∈3+1.75 ρgV0
2
Φs
2DP
1−ϵ
ϵ3
Se basa en la ecuación de Kozeny-Carman para el flujo en la región viscosa y de la ecuación de
Burke-Plummer para la región turbulenta. La importancia de los términos correspondientes a
pérdidas viscosas y perdidas turbulentas en la ecuación Ergun se puede relacionar con el valor del
número de Reynolds de partícula. Numero de Reynolds para fluidos que circulan a través de un
lecho relleno de sólidos, se define como:
ℜ= Dρv
μ
Las ecuaciones raras de erandy
Rh=
(
seccion transversal disponible para el fluido
perimetro mojado
)
Rh=
(
volumne disponible para el flujo
superficie total mojada
)
Rh=
(
volumen de los huecos
volumne del lecho
)
(
superficie mojada
volumen del lecho
)
=ϵ
a