Algo de hidro

SUBTEMA 6.7.3. REQUERIMIENTOS DE POTENCIA POR IMPULSORES.

La agitación mecánica de un líquido, efectuada por lo general mediante un aparato
giratorio, es adecuada en especial para dispersar solidos, líquidos o gases en
líquidos, y se utiliza para muchas de las operaciones de transferencia de masa.
Los agitadores pueden producir intensidades de turbulencia muy elevadas (u’ /u
promedio tanelevadas como 0.35 m“‘l, con rangos hasta 0.75 en la vecindad de un
impulsor de agitación t31*74), en contraste con aproximadamente 0.04 para el flujo
turbulento en tuberías); dichas intensidades no solo producen buenos coeficientes
de transferencia de masa, sino que también son necesarios para obtener una dispersión
efectiva de líquidos y gases. Velocidades elevadas para los líquidos,particularmente
deseables cuando se tienen sólidos en suspensibn, pueden obtenerse
con facilidad.
Será útil establecer inicialmente las características de estos tanques, cuando
se utilizan simplemente para agitar líquidos con una sola fase; cuando se emplean,
por ejemplo, para mezclar. Posteriormente se considerarán por separado las aplicaciones
a operaciones particulares de transferencia de masa.Figura 6.3 Impulsores con proporciones típicas: (u) propulsores de tipo marino; (b)-(t) turbinas,

AGITACIÓN MECÁNICA DE LÍQUIDOS EN UNA SOLA FASE
Los típicos tanques con agitación son cilindros verticales, circulares; los tanques
rectangulares son poco usuales, aun cuando no son raros en algunas aplicaciones
de extracción de líquidos. Los líquidos generalmente semantienen a una profundidad
de uno a dos diámetros del tanque.
Impulsores
Hay muchos disefios. El analisis, aquí, se va a limitar a los más populares, como
se muestra en la figura 6.3. Generalmente, están montados sobre un eje movido
por un motor y arreglado en forma axial, como en la figura 6.4. En particular, en
los de menor tamafio, el impulsor y el eje pueden entrar en el tanque formando unángulo con el eje del tanque, con la guía del motor unida al borde del tanque.
Característicamente los propulsores de tipo marino, figura 6.3a, se operan a
velocidad relativamente elevada, particularmente en líquidos con baja viscosidad;
son especialmente útiles por su gran capacidad para la circulaciòn del
líquido. Generalmente, la relación entre el diámetro del impulsor y el diámetro
deltanque, dJT, se fija a 1: 5 o menos. El flujo del líquido es axial y el propulsor
está puesto de tal forma que produce un flujo descendente hacia el fondo del tanque.
Al describir el propulsor, el término “cabeceo” se refiere a la relacion entre
el diámetro del propulsor y la distancia que avanza por revolución un propulsor
libre que opera sin deslizamiento. El término “cabeceo cuadrado”, que es elmás
común en el disefio de agitadores, significa un cabeceo igual a la unidad. Los propulsores
se utilizan con más frecuencia para las operaciones de mezclado de
líquidos que para la transferencia de masa.
Las turbinas, especialmente el disefio de hojas planas de la figura 6.3b y c, se
utilizan a menudo para operaciones de transferencia de masa t . El disefio de hoja
curva,Figura 6.4 Agitación del líquido en presencia de una interfase gasllíquido, con o sin mamparas de
pared: (a) impulsor marino, (b) turbinas de disco de hoja plana y (c) en tanques llenos sin una interfase
gas/líquido (flujo continuo).

lares; la turbina de hoja sumergida, figura 6.3e es útil para mezclar llquidos. El
impulsor cubierto de la figura 6.3f se usa poco en el contacto de gas-liquido.El flujo de liquido desde el impulsor es radial, excepto en el caso del disefio de
hoja sumergida, en el cual es axial. Aunque la mejor relación dJT depende de la
aplicacion, es común el valor 1/3. Frecuentemente las turbinas operan con velocidades
periféricas del orden de 2.5-4.6 rn/s (450-850 ft/min), según el uso.

La presencia de gas en el contenido del tanque hace que disminuya la...