Sedimentacion, tiene por objetivo determinar la velocidad de sedimentación del Carbonato de Calcio

INDICE

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• RESUMEN…………………………………………………..……………     2

• INTRODUCCION……………………………….………………………..    3

• PRINCIPIOS TEORICOS………………………………………..……..     4

• DETALLES EXPERIMENTALES……………………………………..     12  

• TABLA DE DATOS Y RESULTADOS……………………………….     13

• DISCUSION DE RESULTADOS……………………………………...    21

• CONCLUSIONES………………………………………………………..     22

• RECOMENDACIONES………………………………..………………..    23

• BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………..   23

• APENDICE………………………………………….……………………...     24

RESUMEN

La siguiente experiencia, Sedimentación, tiene por objetivo determinar la velocidad de sedimentación del Carbonato de Calcio en medio acuoso para 2 tipos de sedimentadores (verticales e inclinados) con diferentes secciones (circular y rectangular) y 5 distintas concentraciones.

Las condiciones de trabajo a las que se realizó la práctica fueron: Presión atmosférica: 756mmhg, temperatura de ambiente T=22º, tamaño medio de la partícula del carbonato 2.5micras, Volumen del sedimentador (probeta)=1L, Gravedad especifica: 2.7, humedad: 0.18%.

Para hallar la velocidad en los sedimentadores verticales se preparó 5 soluciones de distintas concentración (60g/L, 85g/L, 110g/L, 135g/L, 160g/L,) en  probetas de 1 litro, se selló la probeta  con plastilina y se agito vigorosamente para homogenizar la solución. Luego se tomó datos de alturas de interfase  contra el tiempo.

Con los datos obtenidos se determinó  las velocidades experimentales en la zona de sedimentación libre, siendo las velocidades: VC:60g/L= 0.0158cm/s, VC:85g/L=0.0113cm/s,

VC:110g/L =0.0042 cm/s, VC:135g/L =0.0027 cm/s, VC:160g/L = 0.0026cm/s

Según el método Kynch la velocidad teórica en función de la concentración fue                              V = 124.64 C -2.137   y   para cada concentración   VC: 60g/L =0.0198cm/s, VC: 85g/L =0.00939cm/s, VC:110g/L  = 0.00541cm/s, VC:135g/L =0.003492cm/s, VC:160g/L =0.002429cm/s.

Comparando las velocidades experimentales con las teóricas para las concentraciones  60g/L, 85g/L, 110g/L, 135g/L, 160g/L tenemos un % error =-25.1, % error =16.9, % error =-28.8, % error =-29.4, % error =6.6%  respectivamente.

Posteriormente se utilizó dos sedimentadores de secciones diferentes, circular y rectangular, donde la concentración del carbonato era la misma en ambos sedimentadores. Se trabajó los sedimentadores con un ángulo recto con respecto al suelo, luego se trabajó a 70º,50º y 30º.

En el caso de la sedimentación inclinada la velocidad de sedimentación experimental se halló de la misma manera que el sedimentador vertical con la diferencia que las alturas se deben corregir por el seno del ángulo de inclinación siendo estas: Vθ=70° CIRCULAR: 0.0227cm/s                      Vθ=70° RECTANGULAR: 0.0244cm/s, Vθ=50° CIRCULAR: 0.0204cm/s  Vθ=50° RECTANGULAR: 0.0288cm/s,  Vθ=30° CIRCULAR: 0.0135cm/s  Vθ=30° RECTANGULAR: 0.0578cm/s

Para la determinación de las velocidades de sedimentación teóricas se usaron los  siguientes métodos:”Nakamura-Kuroda”(1), Lama-Condorhuamán(2) y Graham-Lama(3) obteniéndose los siguientes resultados: (1)Vθ=70° CIRCULAR: 0.0273cm/s   (1)Vθ=70° RECTANGULAR: 0.0297cm/s , (1)Vθ=50° CIRCULAR: 0.0366 cm/s  (1)Vθ=50° RECTANGULAR: 0.0413cm/s,  (1)Vθ=30° CIRCULAR: 0.0334 cm/s                    (1)Vθ=30° RECTANGULAR: 0.0373 cm/s -  (2)Vθ=70° CIRCULAR: 0.0273cm/s   (2)Vθ=70° RECTANGULAR: 0.0297cm/s , (2)Vθ=50° CIRCULAR: 0.0366 cm/s  (2)Vθ=50° RECTANGULAR: 0.0413cm/s ,  (2)Vθ=30° CIRCULAR: 0.0334 cm/s                    (2)Vθ=30° RECTANGULAR: 0.0373 cm/s ,(3) Vθ=70° CIRCULAR: 0.02930cm/s   (3)Vθ RECTANGULAR 70º : 0.02295cm/s , (3)Vθ=50° CIRCULAR: 0.02458cm/s  (3)Vθ=50° RECTANGULAR: 0.01753cm/s ,  (3)Vθ=30° CIRCULAR: 0.01697 cm/s (3)Vθ=30° RECTANGULAR: 0.06119 cm/s respectivamente.

INTRODUCCION

La sedimentación es un fenómeno natural que sustenta una de las operaciones básicas de más solera en ingeniería de procesos, cuyas aplicaciones más eficientes y económicas, y cuyos más estimulantes requerimientos, tienen lugar en el ámbito del tratamiento de efluentes residuales.

La sedimentación es una operación basada en unos principios aparentemente bien conocidos, ubicada en regiones del proceso donde suele llevar a cabo tareas escasamente sofisticadas, casi siempre viéndoselas con gangas, subproductos y residuos. Quizá más que otras operaciones de separación hidráulica, la sedimentación ha tenido un tratamiento metodológico comparativamente muy modesto, lo que ha contribuido alimentar la convicción de que se trata de una operación muy empírica, cuyo diseño descansa más en principios heurísticos y en generosos sobredimensionados que en formulaciones rigurosas y fiables. El estudio de la sedimentación ha experimentado un sensible incremento en los últimos años como consecuencia de la sensibilización por los temas medioambientales y de sucesivos impulsos laterales, uno debido al auge de las tecnologías de depuración de efluentes residuales a principios de la década de los setenta y, más reciente, en una momento de resurrección de tecnologías clásicas, re-exploradas gracias al recurso de nuevas técnicas instrumentales y a la disponibilidad de versátiles medios de cálculo, simulación y control. La sedimentación se presenta ahora como una operación susceptible de una rigurosa modelización analógica con respecto a otras operaciones de transporte, lo que representa los cimientos para un adecuado control de operación.

La sedimentación sigue siendo, además, un procedimiento muy eficaz de separación, que requiere tecnología asequible y exige escaso mantenimiento, aunque si sea dependiente de suficiente disponibilidad de espacio en planta cuando se trata de procesar los elevados caudales que suelen circular en las regiones del proceso donde esta operación encuentra sumas frecuente utilidad. Sobre este aspecto particular de la sedimentación, la economía de espacio, se pretende incidir a continuación.

PRINCIPIOS TEÓRICOS

1. SEDIMENTACIÓN

Concepto:

La sedimentación es una operación unitaria que consistente en la separación por la acción de la gravedad de las fases sólida y líquida de una suspensión diluida para obtener una suspensión concentrada y un líquido claro.

1. DESPLAZAMIENTO DE SÓLIDOS EN EL SENO DE UN FLUIDO

La dirección del movimiento de las partículas de un sólido en el seno de un fluido se efectuará de arriba abajo, o viceversa, según sea la densidad relativa del sólido con respecto al fluido. Aquellas partículas cuya densidad sea inferior a la del fluido, se elevarán y flotaran, mientras que las más densas se sumergirán y descenderán en el seno del mismo.

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