Fluidos

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA

INFORME N°3
FILTRACIÓN.

OBJETIVOS.

Determinar la relación torta húmeda – torta seca.
Determinar la fracción másica de la fracción en suspensión.
Determinar la resistencia de la torta.
Determinar la resistencia del medio filtrante.
Determinar la superficieespecífica de las partículas.


















DATOS.

Tabla 2.1 Masa de cápsulas con torta antes y después de secar.
Masa [g]
Cápsulas Vacías Agua + CaCO3 Secado
A 20,264 49,438 42,913
B 13,792 53,907 45,948

Tabla 2.2 Masa de vasos con suspensión y filtrado antes y después de filtrar y secar.
Masa [g]
Vasos Vacíos Agua + CaCO3 Secado
C (suspensión)166,202 228,601 169,446
D (filtrado) 116,628 207,198 119,623

Tabla 2.3 Datos del estanque.
Diámetro [cm] 57
Alto [cm] 31,7

Tabla 2.4 Datos del marco.
Espesor [cm] 3,2
Alto [cm] 38,9
Largo [cm] 39,9


Tabla 2.5 Presión de trabajo
Presión [Psi]
42

Tabla 2.7 Datos de masa filtrada y tiempo de filtrado
Masa Filtrado [Kg] Tiempo [s]
5 15
8,5 30
11,5 45
16 60
20 75
24 90
27 10529,5 120
33,5 135
36 150
39 165
42,5 180
45 195
48 210
51,5 225
54 240
57 255
60 270
62,5 285
65 300
68 315
71 330
73 345
76 360
78,5 375
81,5 390




Tabla 2.8 Continuación tabla 2.7
Masa Filtrado [Kg] Tiempo [s]
84,5 405
87 420
89,5 435
92 450
94,5 465
96 480

















RESULTADOS.


Tabla 3.1 Relación torta húmeda – torta seca.
r
1,268Tabla 3.2 Fracción másica de la fracción en suspensión (CaCO3).
S
0,052



Tabla 3.3: Resistencias del medio filtrante
R_m [1/m]
1,60086∙〖10〗^11

Tabla 3.4: Resistencia dela torta filtrada
K_1 [Kg/(m^3∙s)]
2,0063∙〖10〗^8

Tabla 3.5 Área específica de las partículas
a_v [1/m]
546967





DISCUSIONES.

Para los cálculos de concentración inicial se utilizaron 8 [kg] decarbonato de calcio para los 81 [L] de agua, correspondiendo a un 9%, mientras que lo obtenido fue del 5,2%. Lo anterior se debe a que en los cálculos no se consideró la sección cónica inferior del estanque, generando que el CaCO3 se encontrase más diluido. Otro aspecto importante es la homogenización que debe realizarse para la mezcla.

Al calcular la concentración final de sólidos en lamuestra, esta arrojo un valor de un 0,033, lo que significa que después del filtrado disminuyó en un 63,46%, indicando que la filtración cumple correctamente su función.

La relación que presenta la torta húmeda con la torta seca se evaluó a partir de ambas muestras obtenidas de diferentes secciones de la torta y obteniendo un valor ponderado de 1,268, el cual al realizar una comparación con lateoría indica que es bastante aceptable pues es cercana a 1.

Para la determinación de las resistencias, tanto de la tela como de la torta formada de carbonato de calcio, se realizó una regresión lineal, relacionando el tiempo de filtrado y el volumen de filtrado. La teoría establece que la curva debe ser lineal, lo que no se cumple en los primeros tiempos de filtrado, puesto que la presión aún nopermanecía constante. Al eliminar los primeros cinco datos, se alcanza un R2 de 0,964, obteniéndose una curva más aproximada a la teoría.

Utilizando la pendiente de la ecuación de la regresión lineal realizada, se determinó el parámetro de resistencia de torta, obteniéndose un K1 de 2,0063∙〖10〗^8 [Kg/(m^3∙s)]. Si bien, la resistencia de la torta depende de la dependerá de la porosidad de latorta y su superficie específica, al considerar que se obtiene una torta incompresible, estos parámetros son constantes y por ende K1 es constante, no dependiendo de las condiciones de operación.

Utilizando el coeficiente de posición de la regresión lineal realizada, se determinó el parámetro de resistencia de la torta, obteniéndose un Rm de 1,60086∙〖10〗^11 [1/m]. El Rm es un parámetro...