Materia: Diseño Mecánico de Equipos Profe: Sánchez Jiménez Claudio Alumno: Adan Espinosa Carrillo No. Control: 16010526 Agitación y mezcla de líquidos El éxito de muchas operaciones industriales depende de la efectiva agitación y mezcla de fluidos. Aunque con frecuencia se les confunde, la agitación y mezcla no son sinónimos. La agitación se refiere al movimiento inducido de un material en una manera específica, normalmente en un patrón circulatorio dentro de algún tipo de contenedor. Un material homogéneo simple, tal como un tanque lleno con agua fría, puede ser agitado, pero no puede ser mezclado mientras se le adhiere algún otro material. El término mezcla se aplica a una variedad de operaciones, que difieren ampliamente en el grado de homogeneidad del material «mezclado». Propósitos: • • • • • Suspensión de partículas sólidas. Mezclado de líquidos miscibles, por ejemplo, alcohol metílico y agua. Dispersión de un gas a través de un líquido en forma de pequeñas burbujas. Dispersión de un segundo líquido, inmiscible con el primero, para formar una emulsión o suspensión de gotas finas. Promoción de la transferencia de calor entre el líquido y un serpentín o encamisado. Los líquidos se agitan con más frecuencia en algún tipo de tanque o recipiente, por lo general de forma cilíndrica y provisto de un eje vertical. Las proporciones del tanque varían bastante, dependiendo de la naturaleza del problema de agitación. El fondo del tanque es redondeado, no plano, para eliminar las esquinas o regiones agudas en las que no penetrarían las corrientes de fluido. La profundidad del líquido es aproximadamente igual al diámetro del tanque. (por lo que se le puede llamar un tanque de agitación cuadrado). El agitador provoca que el líquido circule a través del tanque y eventualmente regrese él mismo. Los deflectores con frecuencia se incluyen para reducir el movimiento tangencial. Para líquidos muy viscosos, los impulsores más adecuados son los de hélice y agitadores de anclaje. Una hélice es un impulsor de flujo axial y alta velocidad que se utiliza para líquidos de baja viscosidad. La dirección de la rotación se elige Fecha: 29/10/20 Clave: 7c8A No. Lista:/**** generalmente para impulsar el líquido a descender, y las corrientes de flujo que salen del impulsor continúan a través del líquido en una dirección determinada hasta que chocan con el fondo del tanque. La columna altamente turbulenta de remolinos de líquido que abandona el agitador, arrastra al moverse el líquido estancado, probablemente en mayor proporción que una columna equivalente de una boquilla estacionaria. Debido a la persistencia de las corrientes de flujo, los agitadores de hélice son eficaces en tanques muy grandes. 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. 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. En tanque profundo es posible instalar dos o más hélices en el mismo eje, generalmente dirigiendo el líquido en la misma dirección. Agitadores para líquidos altamente viscosos. Los sistemas agitadores de turbina bien diseñados son recomendables para líquidos que presenten viscosidades de hasta 50 Pa · s. El diámetro de la hélice es muy cercano al diámetro interior del tanque, lo que garantiza el movimiento del líquido en todas las direcciones a la pared del tanque aun con materiales muy viscosos. Las cintas helicoidales se han utilizado con éxito con viscosidades de hasta 25 000 Pa · s. Para proporcionar una agitación adecuada cerca del fondo del tanque, se utiliza un agitador de ancla Debido a que no crea movimiento vertical, es un mezclador menos efectivo que el de cinta helicoidal, pero promueve buena transferencia de calor hacia o desde la pared del tanque. La forma en que se mueve un líquido en un tanque agitado depende de muchas cosas: del tipo de impulsor, de las características del líquido, especialmente su viscosidad; así como del tamaño y las proporciones del tanque, deflectores y el agitador. La velocidad del líquido en cualquier punto del tanque tiene tres componentes, y el patrón de flujo global en el mismo depende de las variaciones en estos tres componentes de velocidad de un punto a otro. El primer componente de la velocidad es radial y actúa Materia: Diseño Mecánico de Equipos Profe: Sánchez Jiménez Claudio Alumno: Adan Espinosa Carrillo No. Control: 16010526 Fecha: 29/10/20 Clave: 7c8A No. Lista:/**** en dirección perpendicular al eje del impulsor. El segundo componente es longitudinal y actúa en dirección paralela al eje. El tercer componente es tangencial o rotacional, y actúa en dirección tangente a la trayectoria circular alrededor del eje. En el caso usual de un eje vertical, los componentes radial y tangencial están en un plano horizontal, mientras que el componente longitudinal es vertical. Los componentes radial y longitudinal son útiles y proveen el flujo necesario para la acción de mezclado. Cuando el eje es vertical y se localiza al centro del tanque, el componente tangencial es generalmente desventajoso para la mezcla. REPRESENTACION GRAFICA DE UN SISTEMA DE AGITACION COMUN DIMENSIONAMIENTO DE UNA TURBINA TIPOS DE AGITADORES DE TURBINAS 1. 2. 3. 4. 5. Agitador marino de tres palas Turbina sencilla de palas rectas Turbina de discos Agitador de pala cóncava Turbina de pala inclinada
