Pérdida de presión por fricción a través de columnas empacadas

Práctica No. 1 “Pérdida de presión por fricción a través de columnas empacadas”

INTRODUCCIÓN
Las torres empacadas, fueron utilizadas para el contacto continuo del líquido (agua, en la práctica) y del gas (aire, en la práctica), son columnas verticales que se han llenado con empaques (esferas de cristal, en la práctica), los cuales deben tener una porosidad relativamente grande para que lapérdida de presión sea moderada; generalmente los tamaños pequeños de empaques ofrecen mayores caídas de presión. El líquido se distribuye sobre éstos a través del lecho empacado, toma su dirección del punto de mayor presión al punto de menor presión.
Un lecho consiste en una columna formada por partículas sólidas (empaques), donde el fluido puede ser librado de algunas impurezas o puesto en contactocon otro fluido, con fines específicos, como la filtración o la absorción, y sufre una caída de presión.
Las columnas y los empaques de la práctica tienen diferentes diámetros; al variar el gasto en el rotámetro, varía la presión, con esto, obtenemos diferentes gastos y caídas de presión experimentales.
Con las variaciones en las caídas de presión, se podría obtener un índice de productividad,mientras menor sea la caída de presión, no se afecta negativamente la eficiencia, ni el costo, al disminuir las caídas de presión, se minimiza costos.
Uno de los problemas como consecuencia de la caída de presión en las tuberías sujetas a la columna, es el golpe de ariete. Éste es el cambio de presión que ocurre al cambiar súbitamente la velocidad del flujo de agua; en el momento del golpe deariete, se genera una sobrepresión que puede causar severos daños al sistema.
Este fenómeno es muy peligroso, ya que la sobrepresión generada puede llegar a entre 60 y 100 veces la presión normal de la tubería, ocasionando roturas en los accesorios instalados en los extremos.
El golpe de ariete estropea el sistema de abastecimiento de fluido, a veces hace reventar tuberías de hierro colado,ensancha las de plomo, arranca codos instalados, etc.
Hay ciertos factores que aumentan el potencial de problemas por golpe de ariete, como velocidades de flujo por arriba de 1.2 m/s, presiones altas y diámetro grande, bombeos con fuerte pendiente ascendente, bombeos múltiples en paralelo, etc., por lo tanto, deben evitarse.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

Se llevan a cabo los pasos del instructivo deoperación:

1. Cerrar todas las válvulas.
2. Abrir válvulas VG1 y VG2 para llenar el tanque de alimentación.
3. Abrir válvula VC1 y VC2 de salida del tanque de alimentación.
4. Abrir válvula VC3 de alimentación ascendente a las columnas empacadas.
5. Abrir válvulas de alimentación VC4 y descarga VC5 de la primera columna.
6. Abrir válvulas VA1 y VA2 de las tomas de presión dela primera columna.
7. Abrir válvulas VC6 y VG3 de retorno al tanque de alimentación.
8. Abrir válvula VG4 para regular gasto en el rotámetro.
9. Abrir válvula general VC7 de alimentación de aire.
10. Abrir válvula de aguja VA7 de la línea de aire.
11. Abrir válvula de globo VG5 de la línea de aire.
12. Verificar que la lectura del manómetro tenga una presión de 1.4Kgf/cm2, de no ser así, mover o regular la presión con la válvula reductora de presión VRP1.
13. Accionar la bomba BC1.
14. Abrir válvula VG4 hasta tener un gasto máximo de 75% en el rotámetro.
15. A diferentes lecturas del rotámetro, tomar las presiones señaladas en el manómetro, de acuerdo al número de alumnos.
16. Una vez terminadas las lecturas de la columna 1, cambiar el flujo a lacolumna 2; abriendo primero la válvula de descarga VC8 de la columna 2 y después abrir la válvula de alimentación VC9.
17. Cerrar válvulas de la columna anterior, primero alimentación VC4 y después la de descarga VC5.
18. Cerrar VA1 y VA2 y luego abrir las válvulas de aguja VA3 y VA4 de la columna 2.
19. Abrir VG4 hasta que el rotámetro marque 100%
20. Fijar lecturas en el...