Análisis de la función de corrección de la velocidad de sedimentación para micropartículas

Ingeniare. Revista chilena de ingeniería, vol. 15 Nº 3, 2007, pp.de la función de corrección de la velocidad de sedimentación para micro partículas
Salinas-Salas, Ruiz-Tagle-Gutiérrez y Babick: Análisis 283-290

ANÁLISIS DE LA FUNCIÓN DE CORRECCIÓN DE LA VELOCIDAD
DE SEDIMENTACIÓN PARA MICRO PARTÍCULAS
ANALYSIS OF THE CORRECTION FUNCTION FOR
MICRO-PARTICLE SEDIMENTATION VELOCITY
GonzaloSalinas-Salas1

Igor Ruiz-Tagle-Gutiérrez2

Frank Babick 3

Recibido 6 de diciembre de 2006, aceptado 13 de septiembre de 2007
Received: December 6, 2006
Accepted: September 13, 2007

RESUMEN
La velocidad de sedimentación de las partículas presentes en una suspensión sufre una caída monótona en función de
la concentración volumétrica de éstas, por efecto de las fuerzas hidrodinámicas yelectroquímicas que se presentan en
una suspensión. El valor efectivo que alcanza la velocidad de sedimentación puede evaluarse a partir de la velocidad de
sedimentación teórica de una partícula única, multiplicada por la denominada función de corrección de velocidad o función
obstáculo, la que considera tanto el régimen de escurrimiento como la concentración volumétrica de partículas. Losvalores
determinados para esta función por Richardson y Zaki en 1954 [14] son los más utilizados actualmente, donde el valor
propuesto para el caso de regímenes de escurrimiento del fluido por sobre las partículas, cuyos números de Reynolds
sean menores a 0,25, se establece un valor único de 4,65, independientemente del tamaño de las partículas. El presente
artículo muestra los resultados alcanzadosa partir de un trabajo experimental desarrollado con micro partículas calibradas
de óxido de silicio (SiO2), que indica que el valor del exponente de la función de corrección depende inversamente del
tamaño, para el caso de partículas de orden micrométrico, lo que daría lugar a un nuevo valor para el exponente.
Palabras clave: Función de corrección, velocidad de sedimentación, micropartículas.
ABSTRACT
The sedimentation velocity of micro-particles in suspension decreases with increasing concentration due to hydrodynamic
and electrostatic forces. This velocity can be estimated on the basis of the theoretical velocity of a single particle, multiplied
by a correction factor which depends on the flow regime as well as the volumetric concentration of the particles. The
most commonlyused values are those determined by Richardson and Zaki in 1954 [14]. For flow regimes characterized
by a Reynolds’ number less than 0,25, a constant value of 4,65 is used which does not depend on the particle size. The
present article presents results of micro-particle sedimentation research performed with calibrated silicon oxide particles
(SO2), which indicate that the exponent in thecorrection function is inversely dependent on micro-particle size for this
flow regime, as opposed to the constant value previously used.
Keywords: Correction function, sedimentation velocity, micro particles.

INTRODUCCIÓN
La velocidad de sedimentación de las partículas presentes
en una suspensión sufre una caída monótona de su valor, a
medida que su concentración volumétrica aumenta. El origende este fenómeno se encuentra en la variación que sufre el
comportamiento de las fuerzas hidrodinámicas, osmóticas
y electroquímicas entre las partículas a medida que su
concentración aumenta. Este fenómeno depende, además,
1
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del tamaño de las partículas presentes en la suspensión, ya
que para suspensiones conformadas por partículas cuyo
diámetro medio sea mayor a 100 µm, las fuerzasosmóticas
y electroquímicas se pueden despreciar [1-4, 6-9, 12-19].
A este respecto es conveniente indicar que las fuerzas
hidrodinámicas tienen su origen en la formación, ya sea
puentes hidráulicos entre partículas y/o por el arrastre o
la succión que las partículas de mayor diámetro realizan

Universidad de Talca. Departamento de Tecnologías Industriales. E-mail: gsalinas@utalca.cl...