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Sedimentación_Guia de Ejercicios


Enviado por   •  11 de Junio de 2020  •  Tareas  •  788 Palabras (4 Páginas)  •  1.487 Visitas

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INGENIERÍA QUÍMICA – UTN – FRC

OPERACIONES UNITARIAS 1

GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS Nº 4: SEDIMENTACIÓN

  1. Determinar la velocidad límite de una partícula esférica de ρ = 1,92 g/cm3, cuando cae libremente en le seno de aire (ρ = 0,0012 g/cm3, μ = 1,8 . 10-4 poises). El diámetro de la partícula es de 10 micrones.

  1. Calcular la velocidad límite de sedimentación de esferas de cuarzo en agua a 20 ºC en función de las partículas para una zona de 0,05 a 10 mm. La densidad del cuarzo en = 2,65 g/cm3.
  1. Estímese la velocidad límite para partículas de caliza de 80 a 100 mallas (ρ = 2800 k g/m3) que sedimenta en agua a 30ºC. ¿Cuál sería la velocidad de un separador centrífugo en el que la aceleración fuese 50g?
  1. Una suspensión acuosa contiene partículas esféricas de un sólido de densidad 2,4 g/cm3. Calcular la velocidad terminal de sedimentación y el régimen de flujo para cada uno de los siguientes diámetros de partículas: a) 0,1 mm b) 2 mm c) 4 mm.

Se puede considerar que las partículas no interaccionan entre si, y son prácticamente esféricas.

ρagua = 1 g/cm3, μagua = 1 cp.

  1. Se desea separar partículas de cuarzo de otras de galena aprovechando la diferencia de densidades. Se utiliza un clasificador hidráulico en condiciones de sedimentación libre, la separación se efectúa con agua a 20ºC. La mezcla de partículas de que se parte tiene sus tamaños comprendidos entre 0,0052 y 0,025 mm. Se obtienen 3 fracciones, una de cuarzo, otra de galena y una mezcla de cuarzo y galena. ¿Cuáles son las zonas de tamaños de las dos sustancias obtenidas?

La densidad relativa del cuarzo = 2,65 y la densidad relativa de la galena = 7,5. Puede aplicarse la ley de Stokes y se suponen formas esféricas.

  1. Para la misma mezcla cuarzo/galena de iguales tamaños que en el caso anterior, indique cuales son las gamas de tamaños de las 2 sustancias en la fracción mezclada.

  1. Se desea separar en dos fracciones puras una mezcla de cuarzo y galena de tamaños comprendidos entre 0,015 y 0,065 mm mediante un proceso de sedimentación impedida. ¿Cuál es la densidad mínima del flujo que permitirá la separación? ¿Cómo influirá la viscosidad del lecho fluido en la densidad mínima requerida?  ρgalena = 7500 kg/m3, ρcuarzo = 2650 kg/m3, suponer que la forma de las partículas son similares.
  1. Por la acción de la gravedad se decantan partículas de blenda (ρrelativa = 4) en el seno de una suspensión que contiene 20% V/V de partículas de cuarzo (ρrelativa = 2,65) y agua. El diámetro de las partículas de blenda es igual a 0,006 pulgadas. La relación volumétrica de la blenda a la suspensión es 0,25. La temperatura es 50ºF. Calcular la velocidad límite de las partículas.
  1. Calcular la velocidad de sedimentación para una sedimentación obstaculizada de esferas de vidrio en agua de 20ºC, cuando la suspensión contiene 1206 gramos de esferas de 1140 cm3 de volumen total. El diámetro medio de las esferas es 0,0155 cm y la ρ de las esferas 2,47 g/cm3. (intervalo de Stokes).
  1. Se decantan partículas de esfarelita de ρrelativa = 4 por gravedad en tetracloruro de carbono a 20ºC (ρrelativa = 1,594). El diámetro de partícula es 0,1 mm. La fracción en volumen de sólido en la suspensión es 0,2. ¿Cuál será la velocidad de sedimentación de la partícula? μCCl4 a 20ºC = 1,03 cp.
  1. Calcular la velocidad de sedimentación de las partículas de un lodo que mantiene un 60% en peso de solidos en agua, teniendo las partículas una densidad de 2,4 g/cm3 y un tamaño de 0,05 mm.
  1. Se lleva a cabo una prueba de sedimentación discontinua con una suspensión de cal. La interfase entre el líquido y los sólidos suspendidos se observa como una función de tiempo y los resultados se tabulan a continuación.

Tiempo (horas)

0

0,5

1

1,75

3

4,75

Altura de interfase (cm)

36

28,6

21

14,7

12,2

11,55

La prueba se lleva a cabo usando 236 g de cal por litro de suspensión.

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