Determinacion De Vaciado De Un Tanque Cilindrico

MARCO TEÓRICO

En las industrias existe la necesidad de vaciar sus tanques sea con fines de limpieza temporaria o simplemente para efectuar algún trabajo de mantenimiento en los mismos. En otras situaciones, se precisa trasvasar producto de un equipo a otro aprovechando las diferencias de niveles entre ellos cualquiera sea su disposición, esto es, descarga por gravedad desde un nivel superior aotro inferior o bien entre tanques ubicados horizontalmente. En ambos casos, se trata de aprovechar la gravedad para producir estos efectos sin necesidad de tener que recurrir a un equipo de bombeo, evitando de esta forma también el gasto energético que su empleo requiere. En esencia se busca eliminar actividades que generen costos y no agreguen valor a o los productos elaborados El vaciado detanques y recipientes es un proceso en régimen no estacionario dado que tenemos una salida de masa del sistema a una velocidad variable que dependerá del nivel de líquido en el mismo.


1.1 TEOREMA DE TORRICELLI

Un depósito cilíndrico, de sección S1 tiene un orificio muy pequeño en el fondo de sección S2 mucho más pequeña que S1. Aplicamos el teorema de Bernoulli a los puntos (1) y (2)situados en la superficie libre del fluido y en el centro del orificio inferior.
………… ………(1)
Suponiendo que la velocidad del fluido en la sección mayor S1 es despreciable v1 = 0 comparada con la velocidad del fluido v2 en la sección menor S2.










Por otra parte, el elemento del fluido delimitado por las secciones S1 yS2 está en contacto con el aire a la misma presión. Luego, p1=p2=p0.
La diferencia de alturas es y1-y2=H. Siendo H la altura de la columna de fluido con estos datos viene dado por la ecuación de Bernoulli:


2

















6 1.2 REGLAS HEURÍSTICAS PARA DISEÑAR TANQUES DE AGITACIÓN

1.2.1 Diseño del tanque #1

















1.3 ECUACIÓN DEBERNOULLI

La ecuación de Bernoulli describe el comportamiento de un fluido bajo condiciones variantes y viene dado por:

………………………………(4)

Donde

[pic]: Es la presión estática a la que está sometido el fluido.
: Densidad del fluido.
: Velocidad de flujo del fluido.
: Aceleración de la gravedad.
: Altura sobre un nivel dereferencia.

1.3.1 APLICACION

Esta ecuación se aplica en la dinámica de fluidos. Un fluido se caracteriza por carecer de elasticidad de forma, es decir, adopta la forma del recipiente que la contiene, esto se debe a que las moléculas de los fluidos no están rígidamente unidas, como en el caso de los sólidos. Fluidos son tanto gases como líquidos.
Para llegar obtener la ecuación de Bernoulli sehace ciertas suposiciones que nos limitan el nivel de aplicación:
➢ El fluido se mueve en un régimen estacionario, o sea, la velocidad del flujo en un punto no varía con el tiempo.
➢ Se desprecia la viscosidad del fluido (que es una fuerza de rozamiento interna).
➢ Se considera que el líquido está bajo la acción del campo gravitatorio únicamente.

1.3.3 Efecto Bernoulli

Elefecto Bernoulli es una consecuencia directa que surge a partir de la ecuación de Bernoulli: en el caso de que el fluido fluya en horizontal un aumento de la velocidad del flujo implica que la presión estática decrecerá.
Un ejemplo práctico es el caso de las alas de un avión, que están diseñadas para que el aire que pasa por encima del ala fluya más velozmente que el aire que pasa por debajo delala, por lo que la presión estática es mayor en la parte inferior y el avión se levanta.
2.-DESARROLLO DEL MODELAMIENTO FÍSICO:
2.1 Determinación Del Volumen Del Tanque:
Se sabe que:


De donde:

El volumen real del reactor será: [pic]……………… (7)
Cálculo del volumen real del tanque: (de ecuación 7)
VR = 0.0201 x 0.18 = 0.00362 m3……………. (8)
Cálculo del diámetro real...