Principios de agitación de fluidos, conceptos aplicados.

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1 Principios de agitación de fluidos, conceptos aplicados

2 Índice Introducción Flujoy tipos de móviles Caudal-­‐velocidad Intensidad de agitación Parámetros de selección e instalación 2 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados

3 Introducción 3 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados

4 Introducción METODOS BASE DE SELECCIÓN DE AGITADORES GRADIENTE: Basado en potencia y volumen Válido para fluidos de alta viscosidad y/o no newtonianos 4 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados INTENSIDAD DE AGITACIÓN: Basado en caudal y velocidad media Válido para fluidos base acuosa

5 Conceptos aplicados de agitación, Flujo y tipo de móviles Flujo axial (hélices): Marina Perfil delgado (alta eficiencia) Flujo radial (turbinas): Palas planas Con disco central “Rushton” Flujo tangencial: Ancora Turbina axial 4 palas @ 45 º flujo ↔ caudal 5 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados

6 Conceptos aplicados de agitación, Flujo y tipo de móviles Cizalladura Caudal 6 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados

7 Q p : Caudal propio o de bombeo (básicamente axial ) Q r : Caudal inducido Q t : Caudal total ( o de circulación) 7 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados Q t : Caudal total ( o de circulación) = Q p (caudal propio o de bombeo) + Q r (Caudal inducido) Conceptos aplicados de agitación, Caudal -­‐ velocidad

8 8 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados

9 om Vf : velocidad de flujo Vr : velocidad de retorno 9 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados Vm : velocidad media Conceptos aplicados de agitación Caudal -­‐ velocidad

10 Conceptos aplicados de agitación, Caudal -­‐ velocidad Velocidad media del fluido es: directamente proporcional al tipo de hélice (Nq), a la velocidad de giro (n) y, al cubo del diámetro de la hélice (D) inversamente proporcional al cuadrado del diámetro del depósito (T) 10 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados

11 11 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados Conceptos aplicados de agitación, Intensidad de agitación DEFINICION : INTENSIDAD DE AGITACION Es referida a la velocidad media ( y por tanto al caudal propio) según la siguiente escala: ESCALA DE LA INTENSIDAD DE AGITACION: nivel 1: Vm = 0,03 m/s nivel 10: Vm = 0,3 m/s Rango 1 a 3: Rango 4 a 6: intensidad baja ( almacenamiento ) intensidad media ( homogeneización) Rango 7 a 9:intensidad fuerte ( disolución complicada) Rango superior a 10: intensidad violenta ( CONSULTAR )

12 Conceptos aplicados de agitación, Intensidad de agitación APLICACIÓN 12 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados NANOTAS Lechada de Cal. Preparación 10% Lechada de Cal. Preparación 20% Neutralización Homogeneización agentes reactivos Mantenimiento de lechadas Disolución de reactivos Mezcla rápida (Flash Mixing) Floculación Preparación Polielectrolitos Desnitrificación Decromatización Homogeneización de biosólidos Mantenimiento en suspensión biosólidos 4 -­‐ 5 5 -­‐ 6 2 -­‐ 4 4 -­‐ 8 3 -­‐ 4 3 -­‐ 10 2-­‐ 4 3 -­‐ 4 2 -­‐ 4 2 -­‐ 5 2 -­‐ 3 4 -­‐ 5 5 -­‐ 7 s/tiempo retención Móvil específico producto en polvo s/concentración de 0 -­‐ 20% m.s de 21 -­‐ 38 % m.s s/concentración Acondicionamiento de biosólidos

13 13 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados Conceptos aplicados de agitación, Parámetros de selección e instalación Planteamiento de un problema de agitación Seleccionareltipomóvilenfuncióndelosresultados requeridos para la aplicación Considerar la geometría del depósito, situación del agitador y patrón de flujo requerido Deflectores Seleccionar el modelo concreto dentro de la gama disponible.

14 Conceptos aplicados de agitación, Parámetros de selección e instalación Elección de móvil (I) Hélice marinaTurbina axial 4 palas @ 45º Hélice perfil delgado alta eficiencia (SABRE) Homogeneización económica en pequeño volumen Móvil clásico de flujo axial, con un porcentaje medio de turbulencia. Funcionamiento a alta velocidad Homogeneización económica en pequeño y mediano volumen Móvil clásico de flujo predominantemente axial, con cierta componente radial. Mayor porcentaje de turbulencia, puede ser una solución de coste competivo para problemas sencillos. Funcionamiento a media/baja velocidad Homogeneización con un consumo energético mínimo Móvil de flujo predominantemente axial, asegura un bombeo de gran eficacia. Funcionamiento a baja velocidad con un porcentaje de turbulencia, de muy bajo a moderado. Solución óptima para una gran cantidad de aplicaciones. 14 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados

15 Conceptos aplicados de agitación, Parámetros de selección e instalación Elección de móvil (II) Hélice marina Turbina axial 4 palas @ 45º Hélice perfil delgado alta eficiencia (SABRE) Diámetro ( mm )1.000 Velocidad giro (rpm)1258858 Caudal ( m 3 /h)3.000 Potencia absorbida (kW)3,73,30,9 15 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados

16 16 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados Conceptos aplicados de agitación, Parámetros de selección e instalación Influencia de la geometría del depósito en la agitación

17 Conceptos aplicados de agitación, Parámetros de selección e instalación Patrón de flujo (I) 17 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados

18 Conceptos aplicados de agitación, Parámetros de selección e instalación Patrón de flujo (II) 18 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados

19 Conceptos aplicados de agitación, Parámetros de selección e instalación Deflectores (anti-­‐VORTICE) (I) 19 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados

20 Conceptos aplicados de agitación, Parámetros de selección e instalación Deflectores (anti-­‐VORTICE) (II) 20 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados

21 Conceptos aplicados de agitación, Parámetros de selección e instalación Deflectores (anti-­‐VORTICE) (III) En caso de que el agitador se coloque centrado en un tanque cilíndrico, es necesario instalar en dicho tanque tres deflectores anti-­‐rotación, para : Evitar que toda la masa fluida, como un todo, gire alrededor del eje. Evitar el vórtice que pueden dañar al agitador e introducen aire en el producto. Conseguir una agitación correcta. Las medidas de los deflectores han de ser aproximadamente como se indica en la tabla. La altura de los deflectores ha de ser aproximadamente el 75% de la altura de la virola del tanque ) 21 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados

22 Conceptos aplicados de agitación, Parámetros de selección e instalación Selección del modelo de agitador (I) T: Diámetro (equivalente) del Deposito D: Diámetro del móvil HL: Altura (nivel) de fluido HT: Altura al apoyo del agitador La: Longitud de eje (árbol) ha: Distancia al fondo del borde de ataque de la hélice 22 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados

23 RELACIONES USUALES ( para un único móvil ) : D/T : 0,3 a 0,6 ha = HL/3, mínimo 0,25 D (flujo aspirante) La = HT -­‐ ha 23 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados Conceptos aplicados de agitación, agitadores verticales Parámetros de selección e instalación Selección del modelo de agitador (II)

24 NOTA IMPORTANTE : Si HL / T >> 1, suele requerir MAS DE UNA HELICE  REALIZAR CONSULTA 24 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados Conceptos aplicados de agitación, agitadores verticales Parámetros de selección e instalación Selección del modelo de agitador (III)

25 Conceptos aplicados de agitación, Parámetros de selección e instalación Componentes de un agitador vertical 25 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados Motor eléctrico Palier con mangón y rodamiento de guiado Eje del agitador Hélice

26 Motoreductor eléctrico Acoplamiento rígido ( mangón o de brida) Eje del agitador Móvil de agitación 26 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados Conceptos aplicados de agitación, Parámetros de selección e instalación Componentes de un agitador vertical

27 Motoreductor eléctrico Acoplamiento rígido ( mangón o de brida) Eje del agitador Conceptos aplicados de agitación, Parámetros de selección e instalación Componentes de un agitador vertical Móvil de agitación 27 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados

28 Ejemplos de agitadores para aplicaciones en tratamiento de aguas 28 Principios de agitación de fluidos: conceptos aplicados