Articulos de aguitacion de prosesos de separacion

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INSTITUTO TECNÓLOGO DE CIUDAD MADERO

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA Y

BIOQUÍMICA

PROCESOS DE SEPARACIÓN I

TAREA 14

ARTICULOS

EQUIPO 6

CASTILLO UGALDE FATIMA                                         16070498

ESTRADA CASANOVA MARIA ELIZABETH               17070394

GARCIA GONZALEZ BEATRIZ                                      15070857

GARZA HUERTA CARLOS ERNESTO                           16070350

VELASCO LUCIO ARANTCHA AZUCENA                   16071066

FECHA DE ENTREGA

   22-03-2019

ARTICULO 1

AGITACION

¿COMO SELECCIONAR LA TURBINA OPTIMA?

Definir el problema es el primer paso en la aplicación de agitadores de turbina para las técnicas de mezclado.

Un ingeniero hoy en día al momento de evaluar los requerimientos que se necesitan para la selección de agitadores de turbina, consta de muy poca información disponible para convertir la teoría en práctica. El propósito de este artículo es presentar información de diseño y procedimientos de diseño que cubran la selección de tamaño, diseño mecánico y estimación de costos para la aplicación de agitadores de turbinas.

La siguiente lista de temas explica en términos generales el tema que se quiere cubrir para la aplicación de dichos agitadores:

• Procedimiento de diseño: organización
• Conceptos fundamentales
• Procedimientos de diseño aplicados a mezcla y movimiento, suspensiones solidas y problemas de dispersión de gases
• Diseño mecánico
• Evaluación económica y mejoramiento

¿Qué es un agitador de turbina?

Es un aparato mecánico que produce movimiento en un fluido atraves de la acción de rotación de impulsores. El impulsor de turbina consiste en cuchillas de ángulo fijo unidas a un cubo impulsado por el eje del agitador.

Los impulsores están caracterizados por el tipo de flujo producido. Las turbinas de flujo axial mueve el fluido paralelo al eje del agitador, mientras que las turbinas de flujo radial descargan el fluido desde la región del impulsor perpendicular a su eje.

La turbina de flujo axial más común es la turbina de hoja afilada de 45°, aunque hay un ligero componente radial en el flujo, este patrón es primeramente un flujo axial. Una turbina de flujo radial común consta de cuchillas planas que son montadas sobre un cubo o sobre un disco si se desea flexibilidad en el número de cuchillas o en el diámetro del impulsor.

El problema de diseño para agitadores de turbina

El diseño de la mayoría del equipo de procesos generalmente involucra el conocer un proceso objetivo el cual tiene que ser bien entendido. Las condiciones del proceso y el número de teorías serán entonces establecidas después de conocer el proceso.

En equipos de agitación, un procedimiento comparable para la especificación y diseño aún no ha sido establecido en las literaturas. Las razones para esto incluye el alto rango de aplicaciones para el uso de dichos agitadores, la falta de criterios acordados para el rendimiento de agitación y la complejidad relativa de muchas aplicaciones de agitación en procesos químicos.

Debido a estas dificultades, una especificación para un agitador a menudo incluye declaraciones imprecisas con respecto al grado de agitación como:

• Proveer suficiente agitación para promover la reacción
• Promover contacto de solido-liquido
• Dispersar el gas para promover la reacción

Con un criterio tan vago para el rendimiento, una selección precisa de un agitador no es posible. La función del procedimiento de diseño que será presentado en este artículo es para proveer una técnica para mejorar la comunicación de los requisitos de agitación, así como también describir como esta información puede ser convertida propiamente en un equipo.

Clasificación de los problemas de agitación

Aplicaciones de los agitadores de turbina en la CPI incluyen uno o más de los siguientes objetivos:

• Mezcla a granel: Procesos líquidos combinados de composición y propiedades diferentes
• Reacciones químicas: Distribuyendo reactivos y productos para provocar reacciones deseadas.
• Transferencia de calor: Incrementar movimiento convectivo para ser transportado por las superficies.
• Transferencia de masa: Provocar el contacto entre fases separadas y de diferentes composiciones.
• Interacción de fases: Suspender sólidos o dispersar gases y líquidos miscibles.

El análisis de estos objetivos indican el requerimiento para generar un movimiento fluido para llevar a líquidos, sólidos y gases a una fase liquida continua.

Magnitud del problema de agitación

La magnitud del problema de agitación es en función a cuanto material será agitado, que tan difícil será agitar y la intensidad o el grado de agitación requerido.

Tamaño y dificultad

En los problemas de agitación, hablando en términos de volumen, un volumen equivalente Veq será definido en la siguiente ecuación.

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Dónde:

Sg es la gravedad específica

V es el volumen actual

Esta definición tiene la ventaja de conservar las unidades de volumen pero también de ser proporcional a la masa de las fases presentes.

Las variables que son usadas para definir el grado de dificultad de agitación son: viscosidad en mezcla y movimiento, velocidad de asentamiento en sólidos en suspensión y la velocidad del flujo de gas en gases en dispersión.

Resultado requerido del proceso

Después de definir la cantidad de material que será agitado así como también la primera variable; una exanimación de los resultados requeridos obtenidos en el proceso es necesaria.

El resultado de la agitación de un fluido puede describirse por su alto rango de términos de ingeniería química teniendo un significado cuantitativo, por ejemplo la velocidad de transferencia de calor, transferencia de masa, tiempo de mezcla, grado de mezclado, velocidad de reacción.

Resultado dinámico del proceso requerido

Si el resultado obtenido no puede ser definido, ¿qué se puede decir del grado de agitación? Para especificar el grado de agitación adoptaremos un nuevo término llamado respuesta dinámica. La cual describe la agitación obtenida en términos físicos puros.

Para ilustrar este concepto, un bajo nivel de reacción dinámica para mezclado seria con una mínima velocidad a través del fluido agitado, y por lo tanto un alto nivel de respuesta dinámica tendría una velocidad muy alta.

Selección del equipo para reacciones dinámicas

A este punto nuestro en nuestro procedimiento, hemos enfatizado los requerimientos del proceso y la asociada reacción dinámica.

Desde que la rotación de los impulsores en el fluido produce una reacción dinámica, seria lógico definir primero el sistema del impulsor y su velocidad de rotación. La energía requerida para completar la rotación de los impulsores seria después determinada.

Sin embargo, las restricciones de diseño mecánico limitan el número de combinaciones de energía y velocidad que están disponibles.

Debido a los equipos químicos comúnmente operan a elevadas temperaturas y presiones, una de los elementos clave en equipos de rotaciónes diseño de sello.

Evaluación económica

Equipos de ingeniería están normalmente balanceados en costo y rendimiento. Por lo tanto, cualquier procedimiento de diseño que no provee un costo estimado será de un valor limitado.

Normalmente los diseños alternativos para los agitadores de turbina son mecánicamente factibles y cualquiera de ellos puede lograr la agitación deseada.

En la mayoría de las aplicaciones diferentes combinaciones de energía, velocidad y sistema de impulsores son usados para dar el mismo resultado. Entonces, la decisión se convierte en una económica en donde los costos son significativos.

ARTICULO 2

Análisis dimensional para sistemas de agitación de fluidos

El análisis dimensional convierte gran cantidad de variables geométricas, operativas y físicas en una pequeña cantidad de grupos significativos que forman la base de los métodos de diseño.

David S. Dickey y John G. Fenic, Químico, Inc.

Los conceptos fundamentales del movimiento de líquidos y otros fenómenos de transporte establecen un marco para el diseño de agitadores. El procedimiento de diseño, descrito en la Parte 1 de esta serie [/] utiliza los resultados del análisis fundamental junto con la experiencia práctica para determinar los requisitos del agitador.

Nuestra intención es crear una conciencia de ingeniería de los conceptos detrás de la agitación antes de presentar los detalles del procedimiento de diseño. Los artículos sobre fundamentos no pretenden presentar un estudio exhaustivo de la literatura sobre agitación, ya que hay otras fuentes disponibles [2,3]. En cambio, nuestro énfasis estará en lo fundamental: la información que forma la base de los métodos de diseño que se describirán en futuros artículos.

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