AGITADORES DE HÉLICE Y ALTA EFICIENCIA

Carrera: Ingeniería Química

Nivel: Séptimo Semestre

Asignatura: Operaciones Unitarias II

Docente: Ing. Diego Montesdeoca

Grupo 1

Integrantes: Barrionuevo Robinson

                      Gualpás  Gabriela

                      Mena Estefanía

                      Muñoz Morayma.

Tema: AGITADORES DE HÉLICE Y ALTA EFICIENCIA

Introducción

La agitación es una operación física, que promueve la mezcla con movimiento generalmente de tipo circular dentro de un recipiente con el empleo de un agitador.

Esta operación es importante ya que permite obtener un determinado grado de homogeneidad para procesos específicos. La eficiencia del mezclado va a depender de la correcta selección del impulsor o el agitador de acuerdo a las propiedades de los fluidos como la viscosidad y del tiempo de operación requerido. Por esta razón se presentan tres tipos principales de agitadores divididos en impulsores de flujo axial y radial, cada uno con diferente diseño para operar en varios rangos de viscosidad y potencia.

1. Impulsores (agitadores)

• De flujo axial: generan corrientes paralelas al eje del impulsor.
• Flujo radial: corrientes en dirección radial o tangencial.

[pic 2]

Fig. 1-1. 

Diagrama representativo del flujo axial y radial

Fuente: http://www.gunt.de/static/s3432_3.php

2. Agitador de Hélice

[pic 3]

Fig. 2-1

Agitador de hélice

Fuente: http://www.mgt.co.il/MGT_mixing/impellers_marine.asp

Agitadores de hélice se hacen comúnmente de tres palas unidas al eje principal. Son flexibles en las operaciones y en su mayoría se utiliza en la mezcla mecánica de fluidos de baja a media viscosidad. Este tipo de hélices también se llaman como las hélices de tipo marinos. El diámetro de las hélices depende de la velocidad de rotación y el diámetro del reactor por lotes o el recipiente agitador. Dependiendo del tamaño del vaso agitador y la viscosidad del fluido el consumo de energía del agitador de hélice puede exceder más de 50 kW. (Engineers Guide).

Una hélice rotatoria traza una hélice en el fluido, y si no hubiera deslizamiento entre el líquido y el agitador, una revolución completa provocaría el desplazamiento longitudinal del líquido a una distancia fija, dependiendo del ángulo de inclinación de las palas de la hélice.  (McCabe SMITH, 2007).

2.1. Características

• Impulsor de flujo axial y alta velocidad que se utiliza para líquidos de baja viscosidad.
• Las hélices pequeñas giran con la misma velocidad que el motor, ya sea a 1 150 o 1 750 rpm; las grandes giran de 400 a 800 rpm.
• Las palas de la hélice cortan o cizallan vigorosamente el líquido. Debido a la persistencia de las corrientes de flujo, los agitadores de hélice son eficaces en tanques muy grandes.
• La relación entre esta distancia y el diámetro de la hélice se conoce como paso de hélice. Una hélice con un paso de 1.0 se conoce como paso cuadrado.
• Las hélices rara vez superan las 18 in. de diámetro, independiente del tamaño del tanque. En tanque profundo es posible instalar dos o más hélices en el mismo eje, generalmente dirigiendo el líquido en la misma dirección.

2.2. Aplicaciones

• Lácteos y procesamiento de alimentos
• Procesamiento de productos químicos

2.3. Ventajas

• Menos Metzner -Ott velocidad de cizallamiento constante
• Homogenización
• Buena miscibilidad

2.4. Desventajas

• Movimiento de líquido comienza en un punto
• La formación de puntos muertos a altas velocidades de rotación
• Ocurrencia de sólidos asentarse a velocidades bajas

3. Aplicaciones

3.1 Rendimiento de un agitador industrial:

• El tiempo de mezclado requerido
• La potencia empleada
• Las propiedades del producto

“Los agitadores verticales (hélice) son utilizados en tratamientos de aguas residuales, gracias a su alta eficiencia, elevado grado de agitación y bajo coste. Los agitadores con su mayor tamaño son capaces de proporcionar la agitación requerida en aplicaciones de gran volumen.” (Inox MIM GRUP, SL, 2013)

Estos agitadores son ideales para tratamientos físicos-químicos o biológicos:

• Preparación de floculantes
• Suspensión de aditivos
• Homogenización de aguas residuales

1. Características:

• Motor directo
• Simplicidad de las partes
• Fácil montaje/desmontaje

• Hélice Marina
• Intercambiabilidad de los componentes de agitación

3.3 Materiales:

• Hélice Inox AISI 316
• Recubrimiento de del eje y la hélice  (PVC, PE o resinas)
• Partes sin contactar en Acero al Carbono y otros.

4. Impulsores de alta eficiencia

“Se han desarrollado variantes de las turbinas de aspas inclinadas para proporcionar un flujo axial más uniforme y un mejor mezclado, además de reducir la potencia requerida para determinado flujo. El Impulsor de alta eficiencia HE-3 tiene tres aspas inclinadas que están plegadas por dentro para disminuir el Angulo de cada aspa cerca del extremo. El agitador A310 usa aspas de forma aerodinámica, las cuales se van adelgazando, de modo que son más estrechas en el extremo que en su base. En estos impulsores o agitadores son ampliamente usados para mezclar líquidos de baja- o moderada- viscosidad, pero no se recomiendan para líquidos muy viscosos o para dispersar gases.” (McCabe W., 2014)

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