flujos no newtonianos

Capítulo 14
AGITACIÓN DE FLUIDOS Y
CÁLCULOS CON FLUIDOS
NO NEWTONIANOS
Como se discutió previamente, en Ingeniería de Procesos la agitación de
fluidos es una operación imprescindible para realizar diferentes transformaciones físicas, lograr el transporte convectivo en equipos de transferencia de
calor y masa y lograr rendimientos adecuados en reactores químicos y biológicos.

14.1.Generalidades

14.1.1.

Definición

La agitación es el mecanismo que permite poner en movimiento una o más
fases con el fin de lograr algún cambio en la sustancia. El cambio esperado
puede ser de contenido de masa o de energía. Algunos autores la definen
como el movimiento inducido de un material y de un modo especificado,
usualmente con un patrón circulatorio, dentro de un contenedor. Elmezclado

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se refiere a la distribución al azar dentro y a través de otra, de dos o más fases
inicialmente separadas. Así, un simple material como el agua fría contenida
en un tanquepuede ser agitada, pero no puede ser mezclada hasta que algún
otro material como agua caliente, un sólido o un gas, sea añadido a él.

14.1.2.Usos

Los usos de la agitación pueden ser:
1. Homogenización de dos o más líquidos o de dos o más gases o vapores
entre si.
2. Disolución de un sólido en un líquido.
3. Dispersión de un gas en un líquido.
4. Suspensión de un sólido en un líquido.
5. Suspensión de un sólido en un gas o vapor (spray y atomización)
6. Aumento del tiempo de contacto (tiempo de residencia) para transferircalor.
7. Mezclado de sólidos (polvos o pastas).
8. Mezclado de sólidos y gases dentro de un líquido para lograr una reacción química o bioquímica.
Cada aplicación requiere de un tipo particular de agitador, dependiendo
de la aplicación. Por ejemplo, para la homogenización lo que se requiere es el
aumento del área superficial con el fin de aumentar la transferencia de masa.
En latransferencia de calor, de lo que se trata es de aumentar el tiempo de
contacto entre el fluido a calentar o enfriar y el cuerpo o fluido que le entrega
o le recibe calor.

14.1. GENERALIDADES

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Para los puntos 1, 2, 3, 4 y parcialmente el 8, se utilizan generalmente los
mismos tipos de equipos y se han desarrollado algunos métodos de diseño.
En general, se puede decir que los diseños de losagitadores y mezcladores,
obedecen a desarrollos con un fuerte componente empíricos y cada caso o
aplicación debe analizarse cuidadosamente.

14.1.3.

Clasificación

De acuerdo con su caracter de estático o móvil
Agitador Estático o motionless agitator. Cualquier mecanismo que sin
necesidad de estar en movimiento, obliga al o los fluidos a entrar en contacto.
El ejemplo más típico es unlecho fijo de partículas o fibras en una tubería,
con lo cual los fluidos que viajan por la tubería deben mezclarse al atravesar
el lecho.
Agitador Móvil. Cualquier cuerpo sólido, líquido o gaseoso que se mueve
en el o los fluidos que se agitan. El ejemplo más típico son los agitadores tipo
hélice, aunque pueden considerarse también los sólidos imantados que giran
por el movimiento externode un plato también imantado. Otro ejemplo son
los agitadores por bubujeo, en los cuales una cortina de bubujas que asciende
desde el fondo del tanque logra la agitación de los fluidos allí contenidos.
De acuerdo con el tipo de flujo que producen
Axiales. El movimiento del fluido que producen estos agitadores en el
sentido del eje del mismo agitador. Los agitadores de este tipo generalmenteson de paletas inclinadas o tipo turbina.
Radiales. Generan corrientes de fluido perpendiculares al eje del agitador, es decir, en sentido del radio del tanque. Este tipo de agitadores generalmente son de palas rectas.
Mixtos. El movimiento del fluido se da tanto en el sentido del eje del agitador como en el sentido del radio del tanque o perpendicular al eje del agita-

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