Fluxo ascendente vs fluxo descendente através de uma camada fixa porosa

Como eu analiso, ou o que eu preciso considerar, quando comparando o fluxo assistido por gravidade vs oposição à gravidade em um tubo contendo um leito poroso que parcialmente encolhe (através da perda parcial de massa) durante um período de tempo fixo?

chemical-engineering porous-medium

— Beerhunter
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Qual é a função da mídia porosa?

— J. Ari

É matéria vegetal, sendo extraído

— Beerhunter

Quão grande é a mudança de volume?

— J. Ari

Aproximadamente 10-15% de queda

— Beerhunter

Com o fluxo assistido por gravidade, você tem um maior potencial de fluxo de canal através da mídia, de modo que as seções de sua embalagem não sejam molhadas pelo solvente. Certificar-se de que você tenha o padrão de fluxo ideal é um dos principais fatores no desempenho da coluna compactada. Você indicou uma queda de volume de 10 a 15% na matéria vegetal, então isso coloca um problema que com o tempo o fluxo de solvente irá esmagar a matéria da planta contra uma extremidade do recipiente; a magnitude desse problema dependerá de quando a extração das moléculas que você deseja ocorrer. Também é possível que você possa fluidizar esse material vegetal depois que o volume começar a diminuir. Fluidizing pode ser benéfico para obter alta área de superfície, mas você tem que controlá-lo para evitar o efeito de compactação de cama mencionado acima.

A principal coisa a medir é a queda de pressão através da coluna. Uma queda de pressão muito baixa significa que você tem fluxo de canal e uma queda de pressão muito alta pode indicar a compactação da matéria vegetal. Se você puder usar um recipiente transparente para manter o material da planta, você pode ajustar sua configuração para manter o padrão de fluxo desejado - desde que você possa controlar a pressão de entrada do seu solvente.

— J. Ari
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Obrigado pela resposta; Deixei de lado alguns detalhes de que o fluxo está sob alta pressão (& gt; 60 bar), que, hipotetizo, daria compactação, independentemente da direção do fluxo. Eu também racionalizei que o fluxo do canal seria mais provável no fluxo ascendente, mas isso depende do efeito da gravidade. O cálculo do número de Reynolds modificado não leva em consideração a direção do fluxo. Eu não sabia se o número de Sherwood era relevante, mas é difícil medir o número de Scmidt. Não sei se estou certo em pensar que essa pressão anularia o efeito de leito fluidizado.

— Beerhunter

60 bar é muito alto, eu não acho que você precisa se preocupar com a contribuição da gravidade para o fluxo, a menos que seu sistema seja muito grande. Se você tiver compactação de leito, não terá fluidização sustentada.

— J. Ari

Por "muito grande", eu diria que o diâmetro teria mais efeito. Eu não acho que 200L é muito grande, mas pode ser de 1000L. Parece que você sugere que a compactação seria mais problemática no fluxo descendente. Eu li que poderia haver mais dispersão axial em sistemas de fluxo ascendente, mas não tenho medida para determinar isso.

— Beerhunter

A compactação pode ocorrer em qualquer direção, é uma função da energia do líquido e como é permitido se mover através da matéria vegetal. Se não houver volume suficiente não preenchido, o líquido compactará a cama e então tomará qualquer caminho de fluxo disponível - daí o grande dP, muita energia foi gasta na compactação da cama. Se você tiver uma embarcação semelhante a uma coluna, então sim, o diâmetro terá uma grande influência no dP intrínseco do sistema (o que significa que o dP necessário fluirá pela coluna sem matéria vegetal).

— J. Ari