Determinação de equação empírica para predição da perda de carga no módulo de leito fixo de aulas práticas

Due to the wide application and advantages of the phenomena of flow through porous media in industrial equipments, the acquaintance and control of the process have great relevance in the scope of Chemical Engineering. Head loss is the main coast factor in fixed-bed industrial processes, thus representing an essential topic for the formation of the professional engineer. This study aims to determine the fixed bed head loss in practical classes’ module in the Laboratory Unitary Operations at the UFPB by experimental data and theoretical equations, establishing a mathematical equation which predicts the head loss as a function of the applied volumetric flow. For this, parameters of bed, column, particle and fluid characterization were studied. The permeability and head load results were obtained based on Darcy’s and Ergun’s equations, respectively, and they were satisfactory in the theoretical determination of the parameters. Based on the experimental data, the polynomial equation was determined to predict the values of head loss as a function of the volumetric flows, which had in its validation values closer to the experimental ones than those obtained by the theoretical equations. In this way, the equation may assertively assist the student to determinate the head loss in the studied module in future experiments.Devido à larga aplicação e vantagens dos fenômenos de escoamento em meios porosos em equipamentos industriais, o conhecimento e controle do processo têm grande relevância no âmbito da Engenharia Química. A perda de carga é o principal fator de custos em processos industriais com leito fixo representando, portanto um tópico essencial na formação do profissional engenheiro. Este estudo tem como objetivo determinar a perda de carga em leito fixo no módulo de aulas práticas do Laboratório de Operações Unitárias da UFPB através de dados experimentais e equações teóricas, estabelecendo uma equação matemática que prediz a perda de carga em função do fluxo volumétrico aplicado. Para tanto foram estudados parâmetros de caracterização do leito, da coluna, das partículas e dos fluidos aplicados nos experimentos. Os resultados de permeabilidade e perda de carga obtidos com base na Equação de Darcy e Ergun respectivamente, se mostraram satisfatórias na determinação teórica dos parâmetros. Com base nos dados experimentais foi determinada uma equação polinomial para predizer os valores de perda de carga em função dos fluxos volumétricos, a qual apresentou em sua validação valores mais próximos dos experimentais do que aqueles obtidos pelas equações teóricas. Desta forma, a equação poderá auxiliar de forma assertiva os alunos usuários do módulo em experimentos futuros na determinação da perda de carga do módulo estudado