Agitación Y Mezclado De Líquidos 2

AGITACIÓN Y MEZCLADO DE LÍQUIDOS

OBJETIVO
-Distinguir los diferentes diseños de tanques y agitadores
-Visualizar las trayectorias de flujo de los líquidos agitados con distinta geometría.

INTRODUCCIÓN
Muchas operaciones industriales dependen de la efectiva agitación y mezcla de fluidos. Los líquidos se agitan con numerosos propósitos, dependiendo de los objetivo de la etapa de proceso delproceso. Los cuales son:

1. Suspensión de partículas sólidas.
2. Mezclado de líquidos miscibles.
3. Dispersión de un gas a través de un líquido en forma de pequeñas burbujas.
4. Dispersión de un segundo líquido, inmiscible con el primero, para formar una emulsión o suspensión de gotas finas.
5. Promoción de la transferencia de calor entre líquido y un serpentín o encamisado.
DIAGRAMA DE FLUJODeterminación del patrón de flujo dependiente la hélice y tanque.


Diagrama de flujo para determinar el timepo de mezclado

FUNDAMENTO
La agitación se refiere al movimiento inducido de un material en una manera específica, normalmente en un patrón circulatorio dentro de algún tipo d contenedor. La mezcla es una distribución aleatoria, dentro y a través una de otra, de dos o más fases inicialmenteseparadas.
El mezclado y/o agitación de líquidos miscibles o de sólidos en líquidos se efectúa con el objeto de lograr una distribución uniforme de los componentes entre si por medio del flujo.
La eficiencia del mezclado del proceso depende de una efectiva utilización de la energía que se emplea para generar el flujo de componentes. Para lograr proporcionar un suministro de energía adecuado hay queconsiderar las propiedades físicas de los componentes, el diseño del agitador que transmite la energía y la configuración del tanque de mezclado.
Los materiales a ser mezclados pueden ser líquidos de muy baja viscosidad hasta pastas altamente viscosas. Esencialmente existen dos tipos de sistemas de mezclado:

1) Tanque estacionario conteniendo un sistema de impulsión montado en un eje, que rota.Para líquidos poco viscosos se emplean impulsores de tipo paleta o tipo marino, montados en tanques verticales. Suspensiones líquido- sólido fluidas o para la dispersión de gases en líquidos. Para mezclar líquidos de alta consistencia como líquidos viscosos, pastas, grasas, etc., se emplean impulsores tipo agitador de ancla, de paletas contra-rotatorias o de compuerta.

2) Tanque móvil conimpulsor móvil y/o estacionario, generalmente utilizado para materiales altamente consistentes como masa o plásticos fundidos.

En éste resumen tan solo consideraremos los sistemas de mezclado para líquidos de baja o moderada viscosidad

Trayectorias de flujo de agitación
La forma en que se mueve un líquido en un tanque agitado depende de muchas cosas: del tipo de impulsor, de las características dellíquido, especialmente su viscosidad; así como del tamaño y las proporciones del tanque, deflectores y el agitador. La velocidad del líquido en cualquier punto del tanque tiene tres componentes, y el patrón de flujo global en el mismo depende de las variaciones en estos tres componentes de velocidad de un punto a otro.

Cualquiera que sea el tipo de impulsor propulsor seleccionado éste debe crearcondiciones turbulentas dentro de la corriente móvil del fluido.

La velocidad de un líquido en un tanque agitado tiene 3 componentes: a) uno radial que actúa en una dirección perpendicular al eje, b) una longitudinal que actúa paralela al eje y c) una rotacional que actúa en dirección tangencial al círculo de rotación del eje. Las dos primeras componentes generalmente contribuyen al mezclado perola tercera puede no hacerlo. Cuando los impulsores- agitadores se montan verticalmente en el centro del tanque, casi siempre se desarrolla una trayectoria de flujo circular tipo remolino, que desarrolla un vórtice (Fig.3 a) y que atrapa aire, lo cual es indeseable generalmente.



Fig. 1 Trayectorias de flujo en tanques cilíndricos: (a) formación de vórtice con agitador centrado con...