Evaluación del consumo de potencia en tanques agitados para sistemas no newtonianos en fase acuosa
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2008
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Resumen
Esta investigación tuvo como objetivo determinar modelos matemáticos en función de variables fácilmente medibles a nivel de laboratorio, que permitan evaluar la potencia requerida para agitar soluciones de naturaleza no newtoniana. Para la parte experimental se utilizó un tanque de H/D = 1 que simuló un reómetro, y se usó un agitador de hélice marina de un diámetro de 0,08 m siguiendo la metodología establecida por Metzner y Otto (1957). En una primera etapa experimental se trabajó con glicerina como fluido newtoniano, y se utilizó a diferentes concentraciones con el propósito de determinar la potencia neta consumida y con esto establecer los modelos de viscosidad. Con base en los resultados se determinaron dos modelos para la viscosidad, uno para la zona laminar y otro para la zona turbulenta: ¿=3,44x10 15 ¿ Pn4,93 ¿ p-3,93 ¿ N-9,50 [N; 1,67~8,33 rev/s ¿=4,77x10 16 ¿ Pn5,18 ¿p-4,18 ¿ N-10,24 [N;11,67~21,67 rev/s] En una segunda etapa experimental se utilizaron sustancias pseudoplásticas que son de carácter no newtoniano, tales como goma xantana CMC y goma guar, de las cuales se prepararon disoluciones a diferentes concentraciones y se registró el consumo de potencia. Utilizando las ecuaciones obtenidas en la primera etapa se calculó la viscosidad aparente requerida para establecer los modelos de consumo de potencia para cada uno de estos fluidos no newtonianos. Se ajustaron modelos para cada goma utilizada y a su vez, se realizó un ajuste global con los datos de las tres gomas Los modelos generalizados obtenidos para la zona laminar y turbulenta respectivamente son: Pn= 7,073x10-4 ¿ p0,797 ¿ N1,926 ¿ ¿a0,203 [N;1,67~8,33 rev/s] Pn= 6,013x10-4 ¿ p0,807 ¿ N1,977 ¿ ¿a0,193 [N;11,67~16,67 rev/s] En una última etapa de esta investigación se corroboraron los modelos obtenidos utilizando goma tragacanto la cual posee propiedades físicas y reológicas similares a las utilizada en las etapas anteriores...
Descripción
Proyecto de graduación (licenciatura en ingeniería química)--Universidad de Costa Rica. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Química, 2008.
Palabras clave
CONSUMO DE ENERGIA - MODELOS MATEMÁTICOS, MECANICA DE FLUIDOS, TANQUES AGITADOS