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LABORATORIODEAGITACION
LABORATORIODEAGITACION
LABORATORIODEAGITACION
LABORATORIO DE AGITACIÓN
1. OBJETIVOS
2. FUNDAMENTO TEORICO:
La agitación se refiere a forzar un fluido por medios mecánicos para que adquiera
un movimiento circulatorio en el interior de un recipiente. Los objetivos de la
agitación pueden ser:
Mezcla de dos líquidos miscibles (ej: alcohol y agua)
Disolución de sólidos en líquido (ej.: azucar y agua)
Mejorar la transferencia de calor (en calentamiento o enfriamiento)
Dispersión de un gas en un líquido (oxígeno en caldo de fermentación)
Dispersión de partículas finas en un líquido
Dispersión de dos fases no miscibles (grasa en la leche)
Grupo A 1
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FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
Estos agitadores varían desde 1/4 a 5 caballos de fuerza (HP), y son disponibles
con siete diferentes velocidades, y con una variedad de hélices. Estos agitadores
son disponibles ya sea con motor eléctrico, o motores de aire, así como también
pueden ser equipados con variador de velocidades.
Grupo A 2
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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
TIPOS DE AGITADORES:
Grupo A 3
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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
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. En algunos casos también son útiles agitadores especiales,
pero con los tres tipos antes citados se resuelven, quizás, el 95% de los
problemas de agitación de líquidos.
Agitadores De Helice
Grupo A 4
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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
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.
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.
Grupo A 5
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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
El tipo de flujo que se produce en un tanque agitado, depende del tipo de rodete,
de las características del fluido y del tamaño y proporciones del tanque, placas
deflectoras y agitador. La velocidad del fluido en un punto del tanque tiene tres
componentes y el tipo de flujo global en el mismo, depende de las variaciones de
estas tres componentes de la velocidad, de un punto a otro. La primera
componente de velocidad es radial y actúa en dirección perpendicular al eje del
rodete. La segunda es longitudinal y actúa en dirección paralela al eje. La tercera
es tangencial o rotacional, y actúa en dirección tangencial a la trayectoria circular
descrita por el rodete.
Para el caso corriente de un eje vertical, las componentes radial y tangencial están
en un plano horizontal y la componente longitudinal es vertical. Las componentes
radial y longitudinal son útiles porque dan lugar al flujo necesario para que se
produzca la mezcla. Cuando el eje es vertical y está dispuesto en el centro del
tanque, la componente tangencial de velocidad es generalmente perjudicial para la
mezcla. El flujo tangencial sigue una trayectoria circular alrededor del eje y crea un
vórtice en la superficie del líquido que debido a la circulación en flujo laminar, da
lugar a una estratificación permanente en diferentes niveles, de substancias sin
mezclar, sin que exista flujo longitudinal de un nivel a otro. Si están presentes
partículas sólidas, las corrientes circulatorias tienden a lanzar las partículas contra
la pared del tanque, debido a la fuerza centrífuga, desde donde caen
acumulándose en la parte central del fondo del tanque. Por consiguiente en vez de
mezcla, se produce la acción contraria.
En un tanque sin placas deflectoras, el flujo circulatorio es inducido por todos los
tipos de rodete, tanto si el flujo es axial como radial. Si los remolinos son intensos,
el tipo de flujo dentro del tanque es esencialmente el mismo, independientemente
del diseño del rodete. Para velocidades de giro del rodete elevadas, la profundidad
Grupo A 6
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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
del vórtice puede ser tan grande que llegue al rodete mismo, dando lugar a que
en el líquido se introduzca el gas que está encima de él, lo cual normalmente debe
evitarse.
Grupo A 7
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Los agitadores de turbina impulsan al líquido radialmente contra las paredes
laterales del tanque, desde donde la corriente se divide, una parte fluye hacia
arriba y otra parte hacia el fondo, retornando ambas al rodete. Por lo que
producen dos corrientes de circulación separadas. Dan excelentes resultados
en la mezcla de líquidos que tienen aproximadamente la misma densidad
relativa.
Consumo de Potencia
Las variables que pueden ser controladas y que influyen en la Potencia consumida
por el agitador son:
Dimensiones principales del tanque y del rodete: Diámetro del tanque (D t),
Diámetro del rodete (Da), altura del líquido (H), ancho de la placa deflectora
(J), distancia del fondo del tanque hasta el rodete (E), y dimensiones de las
paletas.
Viscosidad () y densidad () del fluido.
Velocidad de giro del agitador (N).
2
D a N
Re
P
N po
N D a 5
3
Grupo A 8
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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
Número de Potencia = esfuerzo de frotamiento / esfuerzo de inercia
N 2Da
N Fr
g
Para bajos números de Reynolds (Re <10) el flujo es laminar, la densidad deja de
ser un factor importante y la potencia puede encontrarse como:
P K L N 2 D a 2
En tanques con placas deflectoras y para números de Reynolds superiores a
10.000, la función de potencia es independiente del número de Reynolds y la
viscosidad deja de ser un factor. Las variaciones del Número de Froude tampoco
influyen. En este intervalo el flujo es completamente turbulento y la Potencia
P K T N 3 D 5a
puede ser calculada como:
Vortice
TIPOS DE IMPULSADORES
Grupo A 9
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H
W
E L
Da
Dt
Grupo A 10
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Grupo A 11
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Adicionalmente el equipo consta con:
4. DATOS EXPERIMETALES
HELICE MARINA
Diámetro: 0.102m
E = 4.6
SIN DEFLECTORES
Grupo A 12
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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
0.2 150 1.9-2.0
Formación de
0.2 200 1.7-2.0 Vortice.
0.2 250 1.9-2.0 Aparición de Vortice.
0.2 300 2.1
TORQUE(in-
0.3 350 2.5
AMPERAJE(A) RPM oz) Observaciones
0.3 400 2.8
0.2 0 0.00
0.3 450 2.9-3.3 aumento de vortice
0.2 10 1.9-2.7 Mínimo movimiento
0.3 500 2.8-3.3
0.2 20 1.9-2.4
0.3 550 3.3-3.8
0.2 30 2.1-2.4
El Vortice cubre
0.2 50 2.1-2.3
0.2 70 2.10 toda la
0.2
0.3 100
600 2.203.8-4.6 altura del agitador.
0.2 150 2.20
0.2 200 2.40
0.2 250 2.50
0.2 300 3.00
0.3 350 3.60
0.3 400 4.40
0.3 450 4.90
0.3 500 5-5.7
0.3 550 6.0-6.8
0.3 600 7.3-8.3 Flujo radial y normal.
CON DEFLECTORES
PALETA INCLINADA
W = 0.017 m
Da =0.102 m
SIN DEFLECTORES
TORQUE(in-
AMPERAJE(A) RPM oz) Observaciones
0.2 0 0.00
0.2 10 2.0-3.0
Grupo A 13
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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
0.2 20 2.0-2.5
0.2 30 2.2-2.5
0.2 50 2.30
0.2 70 2.50
0.2 100 2.50
Existe turbulunecia a formar
0.2 150 2.80 vórtice.
0.2 200 2.80 Formación de vórtice
0.3 250 3.70 Presencia de vórtice.
0.3 300 4.8-5.1
0.3 350 6.1-6.8
0.3 400 7.3-8.0
0.3 450 8.6-9.6
0.3 500 11-11.7
0.3 550 13.6-14
0.3 600 15.0-16.5 Mayor agitación del vórtice.
CON DEFLECTORES
TORQUE(in-
AMPERAJE(A) RPM oz) Observaciones
0.2 0 0.00
0.2 10 1.8-2.6
0.2 20 1.9-2.3
0.2 30 2.00
0.2 50 2.10
0.2 70 2.20
0.2 100 2.70
0.2 150 3.70
0.2 200 6.2-6.8
Grupo A 14
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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
0.2 250 1.7-10.7
0.3 300 13.8-14.9
0.4 350 18.9-20.6
0.4 400 24.3-26.7
0.6 450 33.5-36.5
Mas turbulencia formación
0.7 500 43.8-45.7 de pequeñas burbujas
0.8 550 53.7-59 Mas turbulencia Vibratorio.
1 600 67.5-72.9
PALAS RECTAS
W = 0.095 m
L = 0.029 m
Da=0.08 m
SIN DEFLECTORES
TORQUE(in-
AMPERAJE(A) RPM oz) Observaciones
0.2 0 0
0.2 10 1.9-2.6
0.2 20 1.8-2.6
0.2 30 1.9-2.2
0.2 50 1.9
0.2 70 1.9
0.2 100 2
0.2 150 2.1
0.2 200 2.2 Aparición de vortice
0.3 250 2.2
0.3 300 2.4 Formación de vortice más grande.
0.3 350 2.8
0.3 400 3.4
0.3 450 3.6
0.3 500 3.8-4.0
Grupo A 15
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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
0.3 550 4.5-4.8
El vortice alcanza el nivel de la
0.3 600 5.2 pared.
CON DEFLECTORES
TORQUE(in-
AMPERAJE(A) RPM oz) Observaciones
0.2 0 0
0.2 10 1.9-2.6
0.2 20 1.8-2.6
0.2 30 1.9-2.2
0.2 50 1.9
0.2 70 1.9
0.2 100 2
0.2 150 2.1
0.2 200 2.2 Aparición de vortice
0.3 250 2.2
Formación de vortice más
0.3 300 2.4 grande.
0.3 350 2.8
0.3 400 3.4
0.3 450 3.6
0.3 500 3.8-4.0
0.3 550 4.5-4.8
El vortice alcanza el nivel de
0.3 600 5.2 la pared.
PALETA CURVA
W = 0.0125 m
L= 0.037 m
Grupo A 16
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Da = 0.102 m
E = 0.046 m
SIN DEFLECTORES
TORQUE(in-
AMPERAJE(A) RPM oz) Observaciones
0.2 0 0.0
0.2 10 1.7-2.5
0.2 20 1.6-2.2
0.2 30 1.7-2.0
0.2 50 1.8-2.0
0.2 70 1.90
0.2 100 2.10
0.2 150 2.3-2.4 Pequeño vortice
0.2 200 2.8-3.0 Formación clara de vortice.
0.3 250 3.6-4.1
0.3 300 5.3-5.6
0.3 350 6.7-7.2
Grupo A 17
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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
CON DEFLECTORES
TORQUE(in-
AMPERAJE(A) RPM oz)
0.2 0 0.0
0.2 10 1.7-2.4
0.2 20 1.8-2.2
0.2 30 1.8-2.0
0.2 50 1.9-2.1
0.2 70 2.10
0.2 100 2.6-2.8
0.2 150 3.9-4.2
0.3 200 6.9-7.4
0.3 250 10.8-11.9
0.4 300 15.8-17.5
0.4 350 22.8-24.2
0.5 400 30.9-32.7
0.7 450 41.2-43.6
0.8 500 52.3-55.0
1 550 67.6-70.7
1.1 600 81-88
Grupo A 18
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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
Da E L W J H
S1 S2 S3 S4 S5 S6
Dt Da Da Da Dt Dt
6. CALCULOS EXPERIMENTALES
N .Da .
2
N 2 .D a
N Re N Fr
g
N Re 8.61 10 -5 N Fr 7.2 10 -3
Grupo A 19
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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
P.g c
N Po exp . 5
N Po exp . 0.14496
N 3 . .D a
Cálculo de exp.:
N Po
exp . m
0.050679
N Fr
donde:
Log10 ( N Re )
m 0.21305
7. CUESTIONARIO
de la ecuación 3. N PO K .( N Re ) ( N Fr )
n m
Solución
P f ( , p, g , N , Da, gc )
MLT 2 L M
[ P] L2 MT 3 [U ] MT 1L1
T TL
M 1
[] 3
ML 3 [N ] T 1
L T
L
[g] 2
LT 2 [ Da ] L
T
Grupo A 20
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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
L=Da
= ML-3=MD-3 = Da3
1
T N 1
N
P P P
1 3
L2 MT 3 Da 2 Da 3 N 3 N Da 5
3
1 1
MT L Da NDa
3 1
NDa
g g
3 2
LT DaN 2
Además se cumple:
f ( 1, 2, 3) 0
1 f ( 2, 3) 1 K . 2 a 3b
Reemplazando valores de
b
P g
K 2
N 3 Da 5 NDa 2
N Da
b
P NDa 2 N 2 Da
K
N 3 Da 5 g
d
P NDa 2 N 2 Da
K
N Da
3 5
g
Finalmente:
N PO K ( N Re ) c ( N Dr ) d f ( N Re, N Ft )
Grupo A 21
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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
TORQUE(in-
RPM oz) Pagitacion(hp) Nre Npo Nfr
0,000 0 0 0 #¡DIV/0! 0
10,000 2,1 2,0825E-05 172226,746 4,00396979 0,00173293
20,000 1,9 3,7683E-05 344453,493 0,90565983 0,00346585
30,000 1,85 5,5038E-05 516680,239 0,39192297 0,00519878
50,000 1,9 9,4209E-05 861133,731 0,14490557 0,00866463
70,000 1,9 0,00013189 1205587,22 0,07393141 0,01213048
100,000 2,1 0,00020825 1722267,46 0,0400397 0,01732926
150,000 2,35 0,00034956 2583401,19 0,01991392 0,02599388
200,000 2,9 0,00057517 3444534,93 0,01382323 0,03465851
250,000 3,85 0,00095448 4305668,66 0,01174498 0,04332314
300,000 5,45 0,00162138 5166802,39 0,01154584 0,05198777
350,000 6,95 0,00241224 6027936,12 0,01081733 0,0606524
400,000 8,5 0,00337168 6889069,85 0,01012909 0,06931702
450,000 11,25 0,00502033 7750203,58 0,01059251 0,07798165
500,000 13,95 0,0069169 8611337,31 0,01063912 0,08664628
550,000 15,85 0,00864488 9472471,04 0,00999023 0,09531091
600 17,9 0,01065054 10333604,8 0,0094803 0,10397554
Grupo A 22
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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
0,21
100 2 -0,150627006 0,07262545 0,000198334 0,16 45,000
150 2,1 -0,155029287 0,03779662 0,000312376 0,12 32,000
200 2,2 -0,158152756 0,02416907 0,000436335 0,12 21,000
250 2,2 -0,160575506 0,016521 0,000545418 0,12 14,000
300 2,4 -0,162555037 0,01322892 0,000714002 0,12 11,000
400 3,4 -0,165678505 0,01153869 0,001348671 0,10 11,000
450 3,6 -0,166957319 0,01002749 0,001606505 0,11 9,500
500 3,9 -0,168101256 0,00910827 0,001933756 0,10 9,000
550 4,65 -0,169136073 0,00926372 0,002536196 0,10 9,400
600 5,2 -0,170080787 0,00896309 0,00309401 0,10 9,100
TORQUE(in-
RPM oz) m ø(EXP) Pagitacion(hp) ø(TEOR) %EFICIENCIA
0 0,0 #¡NUM! #¡DIV/0! 0,00000 #¡NUM! #¡NUM!
10 2,2 -0,174227811 0,99095296 0,00002 1,486429433 57,000
20 2,1 -0,1909517 0,26858439 0,00004 0,429735029 51,000
30 2,0 -0,200734547 0,12827272 0,00006 0,141099997 43,000
40 2,0 -0,207675588 0,07606965 0,00008 0,083676617 41,000
50 1,9 -0,213059478 0,05067956 0,00009 0,055747518 34,000
70 2,0 -0,221177702 0,02958787 0,00014 0,032546656 28,400
100 2,0 -0,229783366 0,01646585 0,00019 0,018112436 17,000
150 1,9 -0,239566214 0,00814424 0,00028 0,00895866 15,000
200 2,0 -0,246507255 0,00545999 0,00039 0,006005992 14,000
300 2,1 -0,256290103 0,00314982 0,00062 13,200
Grupo A 23
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0,003464801
350 2,5 -0,260009369 0,00296996 0,00087 0,003266952 12,400
400 2,8 -0,263231144 0,00272308 0,00111 0,002995392 11,600
450 3,1 -0,266072951 0,00253062 0,00138 0,002783685 10,800
500 3,1 -0,268615033 0,00213128 0,00151 0,002344409 10,000
550 3,6 -0,270914627 0,00218756 0,00196 0,002406319 9,200
600 4,2 -0,273013992 0,00224823 0,00250 0,002473053 8,400
TORQUE(in-
RPM oz) Pagitacion(hp) Nre Npo Nfr
0,000 0 0 0 #¡DIV/0! 0
10,000 2,5 2,4792E-05 172226,746 4,7666307 0,00028882
20,000 2,25 4,4625E-05 344453,493 1,07249191 0,00115528
30,000 2,35 6,9913E-05 516680,239 0,4978481 0,00259939
50,000 2,3 0,00011404 861133,731 0,17541201 0,00722052
70,000 2,5 0,00017354 1205587,22 0,09727818 0,01415223
100,000 2,5 0,00024792 1722267,46 0,04766631 0,02888209
150,000 2,8 0,0004165 2583401,19 0,02372723 0,06498471
200,000 2,8 0,00055534 3444534,93 0,01334657
Grupo A 24
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
0,11552837
250,000 3,7 0,00091729 4305668,66 0,01128738 0,18051308
300,000 4,95 0,00147263 5166802,39 0,01048659 0,25993884
350,000 6,45 0,00223869 6027936,12 0,01003911 0,35380564
400,000 7,65 0,00303451 6889069,85 0,00911618 0,46211349
450,000 9,1 0,00406089 7750203,58 0,00856817 0,58486239
500,000 11,35 0,00562773 8611337,31 0,0086562 0,72205233
550,000 13,8 0,00752678 9472471,04 0,00869812 0,87368332
600,000 15,75 0,00937128 10333604,8 0,0083416 1,03975535
Grupo A 25
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
102,804105
550 69,30 28,18522 5,83E+06 109,745974
600 84,90 37,66903 6,36E+06 112,975931
TORQUE(in-
RPM oz) ø(EXP) Pagitacion(hp) Nre Npo
0 0 0 0 0 0
10,000 2,25 14,4545621 2,2313E-05 105944,942 14,4545621
20,000 2,1 3,37273116 4,165E-05 211889,884 3,37273116
30,000 2 1,42761107 5,95E-05 317834,826 1,42761107
40,000 2 0,80303123 7,9334E-05 423779,768 0,80303123
50,000 2 0,51393999 9,9167E-05 529724,71 0,51393999
70,000 2 0,26221428 0,00013883 741614,594 0,26221428
100,000 2 0,128485 0,00019833 1059449,42 0,128485
150,000 2,4 0,06852533 0,000357 1589174,13 0,06852533
200,000 2,8 0,04496975 0,00055534 2118898,84 0,04496975
250,000 3,9 0,04008732 0,00096688 2648623,55 0,04008732
300,000 5,35 0,0381886 0,00159163 3178348,26 0,0381886
400,000 8,6 0,03453034 0,00341134 4237797,68 0,03453034
450,000 11,45 0,03632477 0,00510958 4767522,39 0,03632477
500,000 14,35 0,03687519 0,00711523 5297247,1 0,03687519
550,000 18,25 0,03875787 0,00995389 5826971,81 0,03875787
600,000 21,7 0,03872395 0,01291154 6356696,52 0,03872395
TORQUE(in-
RPM oz) Pagitacion(hp) Nre Npo
0 0 0 0 0
10,000 2,3 2,2808E-05 172226,746 4,38530024
20,000 2,05 4,0658E-05 344453,493 0,97715929
30,000 2,15 6,3963E-05 516680,239 0,45547804
50,000 2,2 0,00010908 861133,731 0,1677854
70,000 2,1 0,00014578 1205587,22 0,08171367
100,000 2,2 0,00021817 1722267,46 0,04194635
150,000 2,2 0,00032725 2583401,19 0,01864282
200,000 2,4 0,000476 3444534,93 0,01143991
250,000 2,5 0,00061979 4305668,66
Grupo A 26
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
0,00762661
300,000 3 0,0008925 5166802,39 0,00635551
350,000 3,6 0,0012495 6027936,12 0,00560322
400,000 4,4 0,00174534 6889069,85 0,00524329
450,000 4,9 0,00218663 7750203,58 0,00461363
500,000 5,35 0,00265272 8611337,31 0,00408024
550,000 6,4 0,00349068 9472471,04 0,00403391
600,000 7,8 0,00464102 10333604,8 0,00413108
TORQUE(in-
RPM oz) Pagitacion(hp) Nre Npo
0,000 0 0 0 #¡DIV/0!
10,000 2,2 2,1817E-05 172226,746 4,19463502
20,000 2,1 4,165E-05 344453,493 1,00099245
30,000 2 5,95E-05 516680,239 0,42370051
50,000 2,1 0,00010413 861133,731 0,16015879
70,000 2,2 0,00015272 1205587,22 0,0856048
100,000 2,7 0,00026775 1722267,46 0,05147961
150,000 3,7 0,00055038 2583401,19 0,03135384
200,000 6,5 0,00128917 3444534,93 0,0309831
250,000 10,2 0,00252876 4305668,66 0,03111657
300,000 14,35 0,00426914 5166802,39 0,03040051
350,000 19,75 0,00685492 6027936,12 0,0307399
400,000 25,5 0,01011503 6889069,85 0,03038727
450,000 35 0,0156188 7750203,58 0,03295448
500,000 44,75 0,02218862 8611337,31 0,03412908
550,000 56,35 0,03073433 9472471,04 0,03551731
600 70,2 0,04176914
Grupo A 27
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
W1 = 0.095m
H= 0.244m
L1= 0.029m
Dt 2
V1 H 0.0116 m
4
Por escalamiento:
1
V 3
R 2
V1
V2 39.15m
DT 2 R DT 1 Da 2 R Da1 W2 R W1
E 2 R E1 J 2 R J1 L2 R L1
Entonces se obtiene:
DT 2 15 0.244 3.66m Da 2 15 0.08 1.2m
W2 15 0.095 1.425m
Para el cálculo de las nuevas revoluciones por minuto s4e obtiene por excel:
Aplicando:
Grupo A 28
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
n
1
N 2 N 1 ..........n 1 Igual movimiento
R
Pot1 Pot 2
Vol 1 Vol 2
Grupo A 29
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
150 0.000357 10.000 1.20487902
200 0.00055534 13.333 1.87425625
250 0.00096688 16.667 3.263214
300 0.00159163 20.000 5.37175228
400 0.00341134 26.667 11.5132884
450 0.00510958 30.000 17.2448309
500 0.00711523 33.333 24.0139082
550 0.00995389 36.667 33.5943698
600 0.01291154 40.000 43.5764578
P A L A S R EC T A S S IN D EF L EC T O R
1 0 0 ,0 0 0 0 0 0
1 0 ,0 0 0 0 0 0
1 ,0 0 0 0 0 0
S e r ie 1
NPT
0 ,1 0 0 0 0 0
0 ,0 1 0 0 0 0
0 ,0 0 1 0 0 0
1 ,0 0 E+ 0 4 1 ,0 0 E+ 0 5 1 ,0 0 E+ 0 6 1 ,0 0 E+ 0 7
NRE
Grupo A 30
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
P A L E T A C U R V A S IN D E F L E C T O R E S
10000
1000
S e r ie 1
100
Npo
10
1
1 ,0 0 E+ 0 5 1 ,0 0 E + 0 6 1 ,0 0 E + 0 7 1 ,0 0 E+ 0 8
Nre
Grupo A 31
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
H E L I C E M A R I N A S IN D E F L E C T O R E S
10000
1000
100 S e r ie 1
Npo
10
1
1 ,0 0 E + 0 5 1 ,0 0 E+ 0 6 1 ,0 0 E + 0 7 1 ,0 0 E + 0 8
Nre
Grupo A 32
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
P A L E T A I N C L IN A D A S IN D E F L E C T O R E S
10000
1000
S e r ie 1
100
Npo
10
1
1 ,0 0 E + 0 5 1 ,0 0 E+ 0 6 1 ,0 0 E+ 0 7 1 ,0 0 E + 0 8
Nre
Grupo A 33
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
G R A F I C A D E A G I T A D O R E S S IN D E F L E C T O R E S
1 0 0 ,0 0 0 0 0 0
1 0 ,0 0 0 0 0 0
1 ,0 0 0 0 0 0
NPT
0 ,1 0 0 0 0 0
0 ,0 1 0 0 0 0
0 ,0 0 1 0 0 0
1 ,0 0 E + 0 5 1 ,0 0 E + 0 6 1 ,0 0 E+ 0 7 1 ,0 0 E+ 0 8
NRE
Grupo A 34
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
P A L E T A IN C L I N A D A C O N D E F L E C T O R E S
10000
1000
S e r ie 1
100
Npo
10
1
1 ,0 0 E + 0 5 1 ,0 0 E+ 0 6 1 ,0 0 E + 0 7 1 ,0 0 E+ 0 8
Nre
Grupo A 35
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
P A L ET A C U R V A C O N D EFL EC T O R ES
10000
1000
S e r ie 1
100
Npo
10
1
1 ,0 0 E + 0 5 1 ,0 0 E + 0 6 1 ,0 0 E+ 0 7 1 ,0 0 E+ 0 8
Nre
Grupo A 36
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
H EL IC E M A R IN A C O N D EF L EC T O R ES
10000
1000
100 S e r ie 1
Npo
10
1
1 ,0 0 E + 0 5 1 ,0 0 E+ 0 6 1 ,0 0 E + 0 7 1 ,0 0 E+ 0 8
Nre
Grupo A 37
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
P A L ET A R EC T A C O N D EF L EC T O R ES
10000
1000
100 S e r ie 1
Npo
10
1
1 ,0 0 E + 0 5 1 ,0 0 E + 0 6 1 ,0 0 E+ 0 7 1 ,0 0 E+ 0 8
Nre
Grupo A 38
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
G R A F IC A D E A G I T A D O R E S C O N D E F L E C T O R
p a le ta s r e c ta s c d h e lic e m a r in a c d p a le t a c u r v a c d p a le ta in c lin a d a c d
1 0 0 0 0 ,0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 ,0 0 0 0 0 0
1 0 0 ,0 0 0 0 0 0
1 0 ,0 0 0 0 0 0
NPT
1 ,0 0 0 0 0 0
0 ,1 0 0 0 0 0
0 ,0 1 0 0 0 0
0 ,0 0 1 0 0 0
1 ,0 0 E + 0 4 1 ,0 0 E+ 0 5 1 ,0 0 E+ 0 6 1 ,0 0 E + 0 7 1 ,0 0 E + 0 8
NRE
HACIENDO COMPARACIONES:
PALETA RECTA:
P a le ta r e c ta
10000
1000
S e r ie 1
100
Npo
S e r ie 1
c o n d e f le c t o r
10
s in d e f le c t o r
1
1 ,0 0 E + 0 5 1 ,0 0 E + 0 6 1 ,0 0 E + 0 7 1 ,0 0 E + 0 8
Nre
Grupo A 39
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
HELICE MARINA
H e lic e m a r in a
10000
1000
S e r ie 1
100
Npo
S e r ie 1
10
con
s in
1
1 ,0 0 E + 0 5 1 ,0 0 E+ 0 6 1 ,0 0 E + 0 7 1 ,0 0 E+ 0 8
Nre
PALETA INCLINADA
P A L E T A IN C L I N A D A
10000
1000
S e r ie 1
100 S e r ie 1
Npo
con
10
s in
1
1 ,0 0 E + 0 5 1 ,0 0 E+ 0 6 1 ,0 0 E+ 0 7 1 ,0 0 E + 0 8
Nre
Grupo A 40
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
PALETA CURVA
P A L ET A C U R V A
10000
1000
S e r ie 1
con
100 S e r ie 1
Npo
10
s in
1
1 ,0 0 E + 0 5 1 ,0 0 E + 0 6 1 ,0 0 E + 0 7 1 ,0 0 E + 0 8
Nre
G R A F IC A D E A G I T A D O R E S C O N D E F L E C T O R
P a la s r e c t a s s d h e lic e m a r in a s d p a le t a c u r v a s d p a le ta in c lin a d a s d
p a le ta s r e c ta s c d h e lic e m a r in a c d p a le t a c u r v a c d p a le ta in c lin a d a c d
1 0 0 0 0 ,0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 ,0 0 0 0 0 0
1 0 0 ,0 0 0 0 0 0
1 0 ,0 0 0 0 0 0
NPT
1 ,0 0 0 0 0 0
0 ,1 0 0 0 0 0
0 ,0 1 0 0 0 0
0 ,0 0 1 0 0 0
1 ,0 0 E + 0 5 1 ,0 0 E+ 0 6 1 ,0 0 E + 0 7
NRE
Grupo A 41
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FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
CONCLUSIONES.
Analizando las gráficas de NPo VS: NRe para los diferentes impulsores se
concluye que el número de potencia aumenta su valor en un régimen
turbulento utilizando placas deflectoras; mientras que en régimen laminar
no hay cambio en la tendencia de los valores, ya sea utilizando baffles o no.
De la figura del Npo VS: NRe se concluye que la hélice requiere menor
potencia con respecto a las turbinas.
Grupo A 42
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FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
Las turbinas de placas planas requieren mayor potencia cuando no se
colocan placas deflectoras.
Grupo A 43
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FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
Curve Blade Turbine.
Impulsor de mayor eficiencia en flujo radial y se utiliza además cuando se requiere
transferencia de calor.
Turbina Rushton.
Aplicado en casos de dispersión gaseosa. Básicamente usado en procesos de alta
intensidad.
Grupo A 44
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FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
Turbina Smith.
Para dispersión gaseosa, de máxima eficiencia, caracterizado por las secciones
curvas montadas en un disco resultando un bajo número de potencia y un
incremento de eficiencia.
Lancer Prop.
Utilizando lo último en dinámica de fluidos para producir mayor eficiencia. Produce
un excepcional poder de penetración del fluido y su diseño garantiza excelentes
resultados incluso en aplicaciones de sólidos en suspensión.
Grupo A 45
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FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
Hydrofoil LS.
Para fluidos de baja viscosidad (hasta 2500 cp); el tipo 3LS39 sirve para líquidos y
sólidos en suspensión, con un número de potencia de 0.30 mientras que el 4LS45
es más eficiente con número de potencia 0.55 y es usado cuando el 3LS39 resulta
muy grande en diámetro.
Grupo A 46
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
Grupo A 47
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
Grupo A 48
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
BIBLIOGRAFIA.
WARREN L. McCABE
Operaciones Básicas en Ingeniería Quimica
McGRAW-HILL
Cuarta Edición 1991
Pag. 243-293
ALAN S. FOUST
Principios de Operaciones unitarias
Continental S.A.
Segunda Edición 1996
Pag. 569-575
www.chemineer.com.mx/gt.htm
Fecha: 15/05/05
Grupo A 49
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
www.agitaser.com/ss.htm
Fecha:12/05/05
Grupo A 50