Sedimentacion

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1. INTRODUCCIÓN

El movimiento relativo entre una partícula y un fluido es un aspecto importante en las aplicaciones de algunas operaciones de la Ingeniería Química, conocidas como separaciones mecánicas, entre las que se encuentra la sedimentación.
El principal objetivo de esta operación unitaria es producir un efluente clarificado y un lodo con una concentración de sólidos adecuada para sumanejo y tratamiento[1].
En esta práctica obtuvimos el tiempo que demoran en ir sedimentando las partículas, para luego realizar un gráfico de altura contra el tiempo, el cual muestra el comportamiento del proceso, y sirve para calcular la velocidad de sedimentación que es la pendiente de la curva de estas gráficas.

2. MARCO TEORICO
La sedimentación es una operación unitaria consistenteen la separación por la acción de la gravedad de las fases sólida y líquida de una suspensión diluida para obtener una suspensión concentrada y un líquido claro. Las fuerzas que actúan sobre una partícula que sedimenta son:

* La fuerza externa debida a la acción de un campo gravitacional, centrípeto, eléctrico o magnético.
* La fuerza de empuje debida a un fluido desplazado por el sólido.* La fuerza de arrastre debida a la fricción entre sólido y fluido.

La sedimentación se clasifica en sedimentación libre, floculenta, zonas o interferida y comprensión, según la concentración inicial de la suspensión, la tendencia de las partículas a interactuar, y por la manera como sedimenta el material suspendido, pero siempre debe tenerse en cuenta que en un sedimentador, en cualquiermomento, ocurren simultáneamente varias clases de sedimentación.

- Sedimentación libre: las partículas sedimentan libremente como entidades separadas, sin interactuar, ni cambiar de tamaño, forma o densidad si en las suspensiones solido-liquido la concentración de sólidos es baja (fracción volumétrica menos de 0,15.

- Sedimentación floculenta: se produce en suspensiones floculentas cuandolas partículas se agrupan mientras sedimentan, de manera que la velocidad del grupo creciente de partículas aumenta a medida que desciende hacia el fondo del tanque. Los flóculos presentan poca resistencia a la deformación, y por consiguiente, su forma y tamaño cambian apreciablemente en regiones sometidas a altos gradientes de velocidad.[1]

- Sedimentación por zonas: se observa en lasedimentación de suspensiones concentradas. Las interacciones entre las partículas son importantes, alcanzándose velocidades de sedimentación menores que en la sedimentación libre.

El área mínima para que ocurra la clarificación está definida como:

Ac=QcVs
La velocidad de sedimentación en el momento tc corresponde a un valor Vc dado por la pendiente de la tangente a la curva de sedimentación enel punto C, tal y como se indica en la figura 1.

Para calcular la pendiente, usamos la siguiente fórmula:

m=y2-y1x2-x1

Figura 1. Representación grafica de la altura frente al tiempo.

Donde los puntos corresponden a los interceptos con cada uno de los ejes, dichos puntos están dados por: P1(0,h0), P2(t,0), lo que al reemplazar en la pendiente nos origina la siguiente expresión:m=y2-y1x2-x1=0-h0t-0=-h0t
El signo negativo indica el sentido de la pendiente, lo que para efectos de diseño del sedimentador será omitido.

m=h0t
Además de este método la pendiente también se puede obtener de manera inmediata al realizar la grafica en Excel, la cual nos da la ecuación de la recta
3. MATERIALES Y EQUIPOS

* Cronometro
* Probeta
* Pie de rey
* Agitadores* Muestra de agua del canal del dique.

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Para empezar se dividió el grupo de trabajo en dos, se colocó una muestra de agua del canal del Dique en dos probetas (una para cada grupo) y se agitaron hasta que la muestra se viera homogénea.

Posteriormente con la ayuda del cronometro se leyó en diferentes tiempos, el movimiento de la interfase de la suspensión...
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