Diseño de Un Lavador Venturi

ACTIVIDAD 2 DIMENSIONAMIENTO DE UN LAVADOR VENTURI

FERNANDO MANRIQUE PAREDES CODIGO: 13459383

DISEO DE PLANTAS Y EQUIPOS EN INGENIERA AMBIENTAL

TURORA: CLAUDIA PATRICIA CORTS

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS AGRCOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE

PROGRAMA DE INGENIERA AMBIENTAL COLOMBIA

JUNIO DE 2015

Actividad 2 Dimensionamiento de un Lavador Venturi

Datos generales

Flujo molar de los gases n=15312,01 mol/h

Temperatura T = 70 C = 343,15 K

Presin P= 1 atm = 101325 Pa

Angulo de convergencia 1= 12,5

Angulo de divergencia 2=3,5

La densidad del gas PG = 1,02x10-3 g/cm3

La viscosidad del gas UG = 2,03X10-4 P

La densidad del agua PL = 0,98 g/cm3

La viscosidad del agua UL = 4,88X10-3 P

La tensin superficial del agua =65,9 dyn/cm

Factor f=0,25

Tabla 1. Distribucin de tamao de partculas emitidas

Rango (m) Dimetro de corte (m)

Masa acumulada (%)

Masa m (%) 0-1 0,1 18,6 18,6 1-5 5 28.9 10,3

5-10 10 62 33,1 10-100 100 100 38

Datos por participante

Tabla 2. Datos diferentes para cada participante.

Estudiante VG (cm/s) Factor L/G (L/m3) 1 4683_ 1,7 2 46_ _(dos ltimos dgitos del cdigo del estudiante) 1,8 3 46_ _(dos ltimos dgitos del cdigo del estudiante) 1,9 4 46_ _(dos ltimos dgitos del cdigo del estudiante) 2,0 5 46_ _(dos ltimos dgitos del cdigo del estudiante) 2,1

Diseo de un Lavador Venturi

1. Calcular el flujo de los gases QG:

=

=

15312,01 8,314472 . 3

. 343,15

101325 =

= 431,1553

1

3600 = ,

Donde,

n= flujo molar de los gases (mol/h)

Ru= contante de los gases igual a 8,314472Pa.m3/mol.K

T= temperatura en K

P= presin en Pa

2. Calcule el dimetro D2 de la garganta, teniendo en cuenta que G=VG*A2, donde VG es la

velocidad del gas en la garganta y A2 es el rea en la garganta, en este sentido debe calcular A2 as:

=

=0,12

3

4683 1

100

=0,123

46.83 = .

= , , =

2

=0,00256 2

10000 2

12

3,1416=

25,62

3,1416=

= 8,152

= ,

Hallar el dimetro en cm:

= 2

= 2 2,85 = ,

3. Hallar el valor de D1:

= 4 2 = 4 2,85 = , =

El dimetro del ducto a la entrada del lavador ser de 11 cm, por lo que el lavador de partculas tendr el mismo dimetro en la entrada a la zona convergente.

4. Hallar el valor de a en cm teniendo presente el D1 y el D2:

=12

22

=11

2

5,7

2= 5,5 2.85 = ,

5. Calcular la longitud de la zona convergente Ic, en cm con el valor de 1:

=

(1)=

2,65

(12,5)=

2,65

0.22= ,

6. Calcular la longitud de la zona divergente Id en cm, con el valor de 2:

=

(2)=

2,65

(3,5)=

2,65

0,06= ,

7. Hallar el flujo volumtrico del lquido QL en m3/seg:

El valor del factor L/G lo asumo como 1,02 3 = 0,00102 3

3

=

= 0,00102 0,12

3 = ,

8. Calcular el dimetro Sauter dd en m:

=58600

(

)

0,5

+ 597 (

( )0,5)

0,45

(1000

)1.5

=

=58600

4683 (

65,9

0,98

3)

0,5

+ 597 (4,88 103

(65,9

0,98

3 )0,5)

0,45

(10000,0001224

3

0,12 3

)

1.5

=

= 12,51 (67,24)0,5 + 597 (0,000606)0,45(1,02)1.5 = 12,51 8,2 + 21,25 1,03 = 102,58 + 21,88 = ,

9. Calcular el parmetro de impacto Kp para los dimetros mayores a 5 m:

Tomando el dimetro aerodinmico promedio del rango el parmetro de impacto es:

Tomando dimetro de 7,5 m:

=

2 9

=(7,5 104 )2 4683

9 (2,03 104 ) (124,46 104 )=

0,00263

0,0000227= ,

Tomando dimetro de 55 m:

=

2 9

=(55 104 )2 4683

9 (2,03 104 ) (124,46 104 )=

0,141

2,2738 105= ,

10. Calcular la penetracin para cada dimetro de partcula mayor a 5 m:


= {

55 [0,7

+ 1,4 (

+ 0,7

0,7) +

0,49

0,7 + ]

1

} =

= {(1,22 104) 4683 0,98 (124,46 104)

55 0,12 (2,03 104) [0,7 115,85 0,25 + 1,4 (

115,85 0,25 + 0,7

0,7) +

0,49

0,7 + 115,85 0,25]

1

115,85} =

= { 5,2011 [23,8759] (8,6318 103)} = {1,071905068} = ,


= {

55 [0,7

+ 1,4 (

+ 0,7

0,7) +

0,49

0,7 + ]

1

} =

= {(1,22 104) 4683 0,98 (124,46 104)

55 0,12 (2,03 104) [0,7 6211,45 0,25 + 1,4 (

6211,45 0,25 + 0,7

0,7) +

0,49

0,7 + 6211,45 0,25]

1

6211,45} =

(Fuente: Vera, 2005).

= { 5,2011 [1542,2503] (1,6099 104)} = {1,29136487} = ,

11. Calcular la eficiencia para cada rango de la tabla 1, i, i=1-Pt:


= 1 = 1 0,3423 = ,


= 1 = 1 0,2748 = ,

12. Ahora la eficiencia fraccional mi teniendo en cuenta la tasa en porcentaje para cada rango,

Para el dimetro de 7,5 m el porcentaje segn la tabla 1 es 33,1%:

= = 0,6577 33,1 % = , %

Para el dimetro de 55 m el porcentaje segn la tabla 1 es 38%:

= = 0,7252 38 % = , %

13. Calcular nmero de Reynolds, el cual debe estar entre 10 a 500:

=

=

(1,02 103

3 ) 4683

(124,46 104)

2,03 104 =

0,059

2,03 104= ,

14. Calcular el coeficiente de arrastre para las gotas CD:

=24

+

4

1

3=

24

290,64+

4

290,641

3= 0,08 + 0,60 = ,

15. Calcular la longitud ptima de la garganta It en cm:

=2

=

2 (124,46 104) 0,98

3

0,68 (1,02 103

3 )=

0,024

0,00069= ,

16. Calcular el valor de x, luego se calculara la cada de presin:

=3

16 + 1 =

3 34,78 0,68 1,02 103

3

16 (124,46 104) 0,98

3=

0,072

0,195= 0,369

17. Hallar la cada de presin P y chequee que este entre 10 y 150:

= 2 2 (

) (1 2 + 4 2)

= 2 0,98

3 (4683 )

2

(1,22 104 3

)

0,12 3

(1 0,3692 + 0,3694 0,3692)

= 1,96

3 219304892

2 0,0010 1,256 = ,

= ,

, = ,

= 53987,60 2 0,000405 2 = , que se encuentra en el rango

entre 10 y 150.

18. Calcular la penetracin para rangos menores de 5 m,

= 3,47 ()1,43 = 3,47 (21,86)1,43 = 3,47 0,012 = ,

Y luego calcular la eficiencia i y la eficiencia fraccional mi para los dimetros menores de 5 m.

Para partculas menores a 5 m, no se requiere calcular el parmetro de impacto pues la penetracin es funcin de la cada de presin que para las dimensiones dadas y segn los

clculos que se hicieron en el punto 17, su valor es 21,86 2. Es decir la penetracin resulta para esos rangos de tamao (Fuente: Vera, 2005):

= 3,47 ()1,43 = 3,47 (21,86)1,43 = 3,47 0,012 = ,

La eficiencia i para los dimetros menores de 5 m:

= 1 = 1 0,0042 = ,

La eficiencia fraccional mi para los dimetros menores de 5 m.

Segn la tabla 1 para el rango 0 -1 m la Masa m(%) es 18,6 y para el rango 1 5 m la Masa m(%) es 10,3 que sumados nos da 28,9%.

= = 0,995 28,9% = , %

19. La sumatoria de i * mi corresponde al valor de o que es la eficiencia global de coleccin.

Anexo 1. Tabla resumen de resultados

Cdigo 13459383 Velocidad del gas 4683

Factor L/G 1,02 3 Cada de presin 21,86 2

Flujo del gas 0,12 3

Eficiencia global 78,08

Eficiencia global de coleccin

Rango (m)

(m)

m (%)

0 1

1 5

5 10

10 100

0,5

3

7,5

55

18,6

10,3

33,1

38

- -

115,85

6201,07

0,042

0,042

0,3423

0,2748

0,995

0,995

0,6577

0,7252

18,507 10,2485 21,7698 27,5576

= , Dimensiones obtenidas

(Fuente: Vera, 2005).

26,5 mm 55 mm

28,5 mm

26,5 mm

441,7 mm 120,4 mm

12,5 3,5

347,8 mm

1 2

BIBLIOGRAFA

Vera, J. (2005). Diseo de un sistema de remocin de contaminantes del aire generados desde un incinerador de desechos hospitalarios. Sistema de remocin de material particulado. Recuperado 30 de junio de 2015, de http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/14630/4/CAP%C3%8DTULO%20CUATR O.pdf Miliarium Aureum, S.L. (2004), Separadores hmedos. Recuperado el 20 de diciembre de 2014, de http://www.miliarium.com/prontuario/MedioAmbiente/Atmosfera/SeparadorHumedo.htm Instrucciones de la actividad 2. Dimensionamiento de un lavador Venturi. Recuperado el 30 de junio de 2015, de http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358038/Intersemestral_8- 3/Instrucciones_Act_2_Dimensionamiento_de_un_Lavador_Venturi_8-3_2015_PDF.pdf

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Diseño de Un Lavador Venturi