Agitacion 1 mari
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El documento describe los objetivos y fundamentos teóricos del proceso de agitación en tanques. Explica que la agitación induce un movimiento circular en un fluido para incrementar la transferencia de calor o mezclar sustancias, y depende de factores como el grado de homogeneidad y tiempo de mezcla. También define conceptos como número de Reynolds y potencia requerida, e identifica los principales tipos de agitadores como de hélice, paletas y turbina.
Agitacion 1 mari
- 1. I. OBJETIVOS: - Verificar la influencia de variables en la evaluación del consumo de potencia en tanques agitadores - Apreciar los tipos de agitación de acuerdo al número Reynolds. II. FUNDAMENTO TEORICO: El proceso de agitación es uno de los más importantes dentro de la industria química porque el éxito de muchas operaciones industriales depende de una agitación y mezcla eficaz. Sin embargo, debido a la complejidad de los fenómenos de transporte involucrados, es uno de los procesos más difíciles de analizar y caracterizar. Así, hasta el momento, no existen correlaciones generales para configuraciones arbitrarias de agitación que describan cantidades útiles como la velocidad de mezcla o el grado de homogeneidad alcanzada. Otra de las dificultades que aparece a la hora de caracterizar la mezcla y agitación es la gran cantidad de sustancias (líquidos y sólidos) que se pueden encontrar en la industria química. Por tanto, el diseño y la optimización de agitadores están confiados en gran medida, a la experimentación. Se debe distinguir entre agitación y mezcla. Agitación se puede definir como el movimiento circulatorio inducido a un fluido dentro de un contenedor, fundamentalmente de forma circular y provocando vértices. El objeto de la agitación puede ser incrementar la transferencia de calor en el fluido o incrementar el transporte de materia, es decir, mezclar. En contraste con la agitación, mezclar es obtener una distribución espacialmente homogénea de dos o más fases inicialmente separadas. Aquí, una de las fases ha de ser un AGITACIÓN
- 2. fluido, mientras que la otra puede ser algo tan variado como otro fluido, partículas sólidas o burbujas. En la práctica, el diseño de la agitación ha de atender a dos factores: el grado de homogeneidad y el tiempo de mezcla. Dado que el resultado de la mezcla nunca es perfecto, el grado de homogeneidad se hace depender de la calidad deseada en el producto final. Finalmente, la potencia requerida en la agitación depende de estos dos factores, así como del rendimiento. La homogeneidad de una mezcla con partículas sólidas puede caracterizarse mediante el se calcula como: porcentaje de suspensión de sólidos, que se calcula como 100 tan.................. .............. x queelensolidosdesuspensiondePorcentaje puntoelensolidosdesuspensiondePorcentaje El grado de homogeneidad también se puede caracterizar mediante la altura de suspensión, esto es, la altura del líquido en el tanque a la que se suspenden los sólidos. El esquema de un agitador típico puede observarse en la figura inferior. Generalmente, el tanque de agitación es un recipiente circular, que puede estar cerrado o abierto en su parte superior. Para evitar zonas con bajas velocidades, las esquinas se eliminan empleando un fondo circular. Para aumentar la eficiencia del mezclado, se pueden instalar unos deflectores en la pared del tanque; así se evita que el fluido gire como un sólido rígido y se aumenta la vorticidad.
- 3. El rodete o hélice suele estar acoplado a un eje aproximadamente vertical. La excentricidad e inclinación de este eje se pueden variar para lograr rendimientos mayores. Se utilizan tres tipos de rodete: De palas planas, de gran tamaño (50-80% el diámetro del tanque) y con velocidad de trabajo entre 20-150 rpm Turbinas, de menor diámetro (30-50% el diámetro del tanque) y mayor velocidad de giro. Hélices, cuya misión es enviar fundamentalmente el flujo en dirección axial. El rodete impone un movimiento al fluido en las tres direcciones del espacio: axial, radial y tangencial. La mezcla originada puede clasificarse de cuatro tipos: Suspensión prácticamente completa con fileteado Suspensión con movimiento completo de partículas Suspensión completa o suspensión fuera del fondo Suspensión uniforme Un número muy importante para caracterizar los tanques de agitación es el número adimensional de potencia, 5 det 3 * eroDN P P
- 4. Donde es la densidad del fluido, N son las revoluciones del eje y P la potencia suministrada. Equipos de agitación existen diversos modelos y tamaños de acuerdo a su uso Zl = altura de líquido en el tanque w = ancho de las hojas de contracorriente Di = diámetro del rodete Zi = altura del rodete al fondo del depósito Rodete hay una diversidad de modelos y características, es accionado por un motor deferente acoplado a un reductor de velocidad, el flujo que origina puede ser axial, radial o tangencial pueden ser hélices, palas, turbinas. Número de Reynolds (Re): lDiN l rw l r rw lD .. Re . . ... .. Re 2 2 Potencia Requerida: g DiNl P 33 .. P = potencia =Nº de potencia l = densidad N = RPM Di = diámetro del rodete g = efecto gravitatorio = viscosidad del fluido
- 5. TIPOS DE AGITADORES: Los agitadores se dividen en dos clases: los que generan corrientes paralelas al eje del agitador y los que dan origen a corrientes en dirección tangencial o radial. Los primeros se llaman agitadores de flujo axial y los segundos agitadores de flujo radial. Los tres tipos principales de agitadores son, de hélice, de paletas, y de turbina. Cada uno de estos tipos comprende muchas variaciones y subtipos que no consideraremos aquí. Agitadores De Paletas: Para problemas sencillos, un agitador eficaz está formado pr una paleta plana, que gira sobre un eje vertical. Son corrientes los agitadores formados por dos y 3 paletas. Las paletas giran a velocidades bajas o moderadas en el centro del tanque, impulsando al líquido radial y tangencialmente, sin que exista movimiento vertical respecto del agitador, a menos que las paletas estén inclinadas. Las corrientes de líquido que se originan se dirigen hacia la pared del tanque y después siguen hacia arriba o hacia abajo. Las paletas también pueden adaptarse a la forma del fondo del tanque, de tal manera que en su movimiento rascan la superficie o pasan sobre ella con una holgura muy pequeña. Un agitador de este tipo se conoce como agitador de ancla. Estos agitadores son útiles cuando cuando se desea evitar el depósito de sólidos sobre una superficie de transmisión de calor, como ocurre en un tanque enchaquetado, pero no son buenos mezcladores. Generalmente trabajan conjuntamente con un agitador de paletas de otro tipo, que se mueve con velocidad elevada y que gira normalmente en sentido opuesto.
- 6. Agitadores De Hélice: Un agitador de hélice, es un agitador de flujo axial, que opera con velocidad elevada y se emplea para líquidos pocos viscosos. Los agitadores de hélice más pequeños, giran a toda la velocidad del motor, unas 1.150 ó 1.750 rpm; los mayores giran de 400 a 800 rpm. Las corrientes de flujo, que parten del agitador, se mueven a través del líquido en una dirección determinada hasta que son desviadas por el fondo o las paredes del tanque. La columna de remolinos de líquido de elevada turbulencia, que parte del agitador, arrastra en su movimiento al líquido estancado, generando un efecto considerablemente mayor que el que se obtendría mediante una columna equivalente creada por una boquilla estacionaria. Las palas de la hélice cortan o friccionan vigorosamente el líquido. Debido a la persistencia de las corrientes de flujo, los agitadores de hélice son eficaces para tanques de gran tamaño. Para tanques extraordinariamente grandes, del orden de 1500m3 se han utilizado agitadores múltiples, con entradas laterales al tanque. El diámetro de los agitadores de hélice, raramente es mayor de 45 cm, independientemente del tamaño del tanque. En tanques de gran altura, pueden disponerse dos o más hélices sobre el mismo eje, moviendo el líquido generalmente en la misma dirección. A veces dos agitadores operan en sentido opuesto creando una zona de elevada turbulencia en el espacio comprendido entre ellos.
- 7. III. MATERIALES Y EQUIPOS: 3.1 Materiales: Rodetes (hélice y paleta) Medidos digital de RPM Vernier Tanque 3.2 Equipos: Equipo de agitación IV. PROCEDIMIENTO: 1. Anotar las características del equipo: Tipo de rodete, tamaño del rodete, tamaño del tanque, RPM, etc. 2. Verificar: Que el equipo esté debidamente instalado Que el agitador esté en el tanque El eje del impulsor debe estar en el centro del tanque Medir la altura del rodete hasta el fondo del tanque Añadir agua al tanque 3. Añadir agua al tanque, 2 tipos de rodetes agitar el fluido variando las revoluciones del motor. Medir las RPM Tomar lectura de la temperatura del líquido en el tanque. 4. Concluido el experimento apague el equipo y retire el tanque. V. CONCLUSIONES: