APUNTES CALCULO POTENCIA MEZCLADO

Un factor trascendental en el diseo de un recipiente de agitacin es la potencia necesaria para mover el impulsor. Puesto que la potencia requerida para un sistema dado no puede predecirse tericamente, sino que es necesaria determinar expresiones empricas basadas en el anlisis dimensional. En general se ha buscado correlacionarlos consumos de potencia a las siguientes variables Variablesgeomtricas del sistema Dimetro y forma del tanque Tipo de agitador Dimetro del agitador y relacin con el tanque Nmero, tipo y dimensiones de las paletas del impulsor Presencia o no de placas deflectoras e influencia de su nmero y posicin Fig. 1 Dimensiones caractersticas de un agitador de turbina. (Rushton, Costichy Everett) Donde Da Dimetro del agitador Dt Dimetro del tanque E Altura del rodetesobre el fondo del tanque L Longitud de las palas del rodete W Anchura de las palas J Anchura de las placas deflectoras H Altura del lquido Dt E L W J H S1 -------, S2 ------ , S3 ------ , S4 ------ , S5 ------ y S6 ------ Da DaDa Da Dt Dt El dimetro del rodete Da se toma por otra parte, como medida del tamao del equipo y se emplea como variable en el anlisis dimensional. Dos mezcladores de las mismas proporciones geomtricas, pero de tamaos diferentes, tendrn factores de forma idnticos pero diferirn en el valor de Da. Los aparatos que cumplen esta condicin, sedice que son geomtricamente semejantes o que poseen semejanza geomtrica. Si las dimensiones lineales como el dimetro del tanque, la profundidad del lquido en el mismo y, el nmero dimensin y posicin de las placas deflectoras estn en relacin geomtrica definida respecto al dimetro de la hlice, la potencia necesaria para mover el agitador se puede expresar como una funcin de las siguientes variablesDimetro de la hlice (Da) Velocidad de rotacin (N) N2Da (fuerzas inerciales) Fr ----------------------------------- g (gravedad) El nmero de Froude relaciona las fuerzas gravitacionales y slo es importante cuando la hlice afecta lasuperficie del lquido. La formacin de vrtices es un efecto gravitacional y si se suprime puede no considerarse el nmero de Froude. El nmero de Froude puede despreciarse en sistemas provistos de aletas cortacorrientes y con lquidos de alta viscosidad, es decir, con valores de Reynolds inferiores a 300. Entonces 0 Np f ( Re, Fr, S1, S2,Sn) (4) Cuando interviene el nmero de Froude,su efecto se tiene en cuenta mediante la siguiente ecuacin exponencial Np a log Re m ------------------- b Siendo a y b valores constante obtenidos experimentalmente para cada sistema individual. Curvas de Potencia Una grafica de Po vs Re en coordenadas log-log, se conoce comnmente como curva de potencia. Estas curvas permiten calcular la potencia deagitacin requerida para distintas velocidades de agitacin, as como viscosidades y densidades de lquido. Una determinada curva de potencia es valida para una configuracin geomtrica particular pero resulta independiente del tamao del tanque. As por ejemplo, una misma curva de potencia puede utilizarse para correlacionar tanto datos de potencia de un tanque de 20 lt como de uno de 20,000 lt, siempreque la configuracin geomtrica sea la misma para ambos sistemas. Figura 2.Esquematizacin de una curva de potencia.. Existen varias curvas de potencia reportadas en la literatura para diferentes sistemas y en las cuales generalmente se distinguen tres zonas, como se muestra en la figura 2 I.- Rango viscoso a nmeros de Reynolds bajos (Re 10) dominan las fuerzas viscosas y el flujo es laminar,...