I. OBJETIVOS:

- Verificar la influencia de variables en la evaluación del consumo de potencia

en tanques agitadores

- Apreciar los tipos de agitación de acuerdo al número Reynolds.

II. FUNDAMENTO TEORICO:

El proceso de agitación es uno de los más importantes dentro de la industria

química porque el éxito de muchas operaciones industriales depende de una

agitación y mezcla eficaz. Sin embargo, debido a la complejidad de los

fenómenos de transporte involucrados, es uno de los procesos más difíciles de

analizar y caracterizar. Así, hasta el momento, no existen correlaciones

generales para configuraciones arbitrarias de agitación que describan

cantidades útiles como la velocidad de mezcla o el grado de homogeneidad

alcanzada.

Otra de las dificultades que aparece a la hora de caracterizar la mezcla y

agitación es la gran cantidad de sustancias (líquidos y sólidos) que se pueden

encontrar en la industria química. Por tanto, el diseño y la optimización de

agitadores están confiados en gran medida, a la experimentación.

Se debe distinguir entre agitación y mezcla. Agitación se puede definir como el

movimiento circulatorio inducido a un fluido dentro de un contenedor,

fundamentalmente de forma circular y provocando vértices. El objeto de la

agitación puede ser incrementar la transferencia de calor en el fluido o

incrementar el transporte de materia, es decir, mezclar. En contraste con la

agitación, mezclar es obtener una distribución espacialmente homogénea de

dos o más fases inicialmente separadas. Aquí, una de las fases ha de ser un

AGITACIÓN

fluido, mientras que la otra puede ser algo tan variado como otro fluido,

partículas sólidas o burbujas.

En la práctica, el diseño de la agitación ha de atender a dos factores: el grado

de homogeneidad y el tiempo de mezcla. Dado que el resultado de la mezcla

nunca es perfecto, el grado de homogeneidad se hace depender de la calidad

deseada en el producto final. Finalmente, la potencia requerida en la agitación

depende de estos dos factores, así como del rendimiento.

La homogeneidad de una mezcla con partículas sólidas puede caracterizarse

mediante el se calcula como: porcentaje de suspensión de sólidos, que se

calcula como

100tan..................

..............x

queelensolidosdesuspensiondePorcentaje

puntoelensolidosdesuspensiondePorcentaje

El grado de homogeneidad también se puede caracterizar mediante la altura de

suspensión, esto es, la altura del líquido en el tanque a la que se suspenden

los sólidos.

El esquema de un agitador típico puede

observarse en la figura inferior.

Generalmente, el tanque de agitación es un

recipiente circular, que puede estar cerrado o

abierto en su parte superior. Para evitar

zonas con bajas velocidades, las esquinas se

eliminan empleando un fondo circular. Para

aumentar la eficiencia del mezclado, se

pueden instalar unos deflectores en la pared

del tanque; así se evita que el fluido gire

como un sólido rígido y se aumenta la

vorticidad.

El rodete o hélice suele estar acoplado a un eje aproximadamente vertical. La

excentricidad e inclinación de este eje se pueden variar para lograr

rendimientos mayores.

Se utilizan tres tipos de rodete:

De palas planas, de gran tamaño (50-80% el diámetro del tanque) y con

velocidad de trabajo entre 20-150 rpm

Turbinas, de menor diámetro (30-50% el diámetro del tanque) y mayor

velocidad de giro.

Hélices, cuya misión es enviar fundamentalmente el flujo en dirección

axial.

El rodete impone un movimiento al fluido en las tres direcciones del espacio:

axial, radial y tangencial. La mezcla originada puede clasificarse de cuatro tipos:

Suspensión prácticamente completa con fileteado

Suspensión con movimiento completo de partículas

Suspensión completa o suspensión fuera del fondo

Suspensión uniforme

Un número muy importante para caracterizar los tanques de agitación es el número

adimensional de potencia,

5

det

3

*

eroDN

PP

Donde es la densidad del fluido, N son las revoluciones del eje y P la potencia

suministrada.

Equipos de agitación existen diversos modelos y

tamaños de acuerdo a su uso

Zl = altura de líquido en el tanque

w = ancho de las hojas de contracorriente

Di = diámetro del rodete

Zi = altura del rodete al fondo del depósito

Rodete hay una diversidad de modelos y características, es accionado por un

motor deferente acoplado a un reductor de velocidad, el flujo que origina puede

ser axial, radial o tangencial pueden ser hélices, palas, turbinas.

Número de Reynolds (Re):

lDiN

lrw

lr

rwlD

..Re

..

.....

Re

2

2

Potencia Requerida: g

DiNlP

33..

P = potencia

=Nº de potencia

l = densidad

N = RPM

Di = diámetro del rodete

g = efecto gravitatorio

= viscosidad del fluido

TIPOS DE AGITADORES:

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.

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.

Agitadores De Hélice:

Un agitador de hélice, es un agitador de flujo axial, que opera con velocidad

elevada y se emplea para líquidos pocos viscosos. Los agitadores de hélice

más pequeños, giran a toda la velocidad del motor, unas 1.150 ó 1.750 rpm;

los mayores giran de 400 a 800 rpm. Las corrientes de flujo, que parten del

agitador, se mueven a través del líquido en una dirección determinada hasta

que son desviadas por el fondo o las paredes del tanque. La columna de

remolinos de líquido de elevada turbulencia, que parte del agitador, arrastra

en su movimiento al líquido estancado, generando un efecto

considerablemente mayor que el que se obtendría mediante una columna

equivalente creada por una boquilla estacionaria. Las palas de la hélice

cortan o friccionan vigorosamente el líquido. Debido a la persistencia de las

corrientes de flujo, los agitadores de hélice son eficaces para tanques de

gran tamaño. Para tanques extraordinariamente grandes, del orden de

1500m3 se han utilizado agitadores múltiples, con entradas laterales al

tanque.

El diámetro de los agitadores de hélice, raramente es mayor de 45 cm,

independientemente del tamaño del tanque. En tanques de gran altura,

pueden 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.

III. MATERIALES Y EQUIPOS:

3.1 Materiales:

Rodetes (hélice y paleta)

Medidos digital de RPM

Vernier

Tanque

3.2 Equipos:

Equipo de agitación

IV. PROCEDIMIENTO:

1. Anotar las características del equipo: Tipo de rodete, tamaño del rodete,

tamaño del tanque, RPM, etc.

2. Verificar:

Que el equipo esté debidamente instalado

Que el agitador esté en el tanque

El eje del impulsor debe estar en el centro del tanque

Medir la altura del rodete hasta el fondo del tanque

Añadir agua al tanque

3. Añadir agua al tanque, 2 tipos de rodetes agitar el fluido variando las

revoluciones del motor.

Medir las RPM

Tomar lectura de la temperatura del líquido en el tanque.

4. Concluido el experimento apague el equipo y retire el tanque.

V. CONCLUSIONES:

VI. BIBLIOGRAFIA: