1. Definición - ¿Qué es el Número de Froude?

El Número de Froude es un número adimensional. Compara 2 fuerzas :

Fr = (fuerzas distintas a la gravedad - principalmente centrífugas) / gravedad

y proporciona una indicación de la dinámica del flujo de partículas en un mezclador.

2. Cálculo del Número de Froude

Ecuación 1: Número de Froude

Donde
R = radio del mezclador o radio del agitador del mezclador
ω = velocidad angular

Puede expresarse en una forma más conveniente para mezcladores de polvos equipados con un elemento de mezcla en la ecuación 2:

Ecuación 2: Cálculo del Número de Froude para mezcladores equipados con una herramienta de mezcla (cintas, paletas, etc.)

Donde u = velocidad periférica del mezclador y D = diámetro del elemento de mezcla.

3. Interpretación y Aplicación del Número de Froude

El Número de Froude se utiliza para caracterizar cómo se mezclarán las partículas en un mezclador en seco, un proceso crítico donde también es fundamental garantizar la pureza del producto mediante la eliminación de metales extraños mediante un imán adecuado en polvos y sólidos a granel, y comprender la distribución de tamaño de partículas para optimizar la homogeneidad, así como la densidad aparente de partícula, que influye directamente en la fluidez y el comportamiento del material, y la densidad esquelética también es un factor crítico.

• Si Fr < 1, las fuerzas gravitacionales son mayores que las fuerzas inerciales debidas a la agitación o movimiento del mezclador; por lo tanto, la mezcla se realiza en fase densa, con partículas rodando unas sobre otras. Mezcladores de caída libre (de tambor) o Mezcladores de cinta helicoidal trabajan típicamente en este rango.

• Si Fr = 1, es el punto crítico donde las fuerzas inerciales y gravitacionales se equilibran. Las partículas agitadas pueden ponerse en suspensión por el mezclador, y ocurre la fluidización. Mezcladores de paletas de doble eje, que utilizan una zona de fluidización para la mezcla, suelen trabajar en el rango Fr = 1 a 1.1

• Si Fr > 6-7, el polvo se centrifuga y forma un anillo en la pared del mezclador. Esto es típico en mezcladores de cizalla (que también pueden operar en la zona fluidizada con Fr entre 2 y 6).