Introduccion a las operaciones mecanicas

Unidad I: Introducción a las operaciones mecánicas.

Características de las partículas. Propiedades de los sólidos granulares
Los sólidos granulares, al estar compuestos por un conglomerado de partículas, granos o pedazos, presentan propiedades que son inherentes a las sustancias de que están compuestas, como la densidad de las partículas, la dureza, el esfuerzo último de ruptura porcompresión, el módulo de elasticidad, la friabilidad. Por otra parte también presentan propiedades que son debidas a su estado de agregación granular, como la densidad aparente, la porosidad, el coeficiente de frotamiento, la granulometría o distribución de tamaños, la superficie específica.
A continuación se detallan una serie de propiedades que son de importancia en el estudio de las propiedadesreológicas de los productos alimenticios y otros materiales.
Densidad.
En física el término densidad ( ) es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen, y puede utilizarse en términos absolutos o relativos. En términos sencillos, un objeto pequeño y pesado, como una piedra o un trozo de plomo, es más denso que un objeto grande y liviano, como un corcho o un pocode espuma. Según sea la manera como se calcula, se clasifica en densidad absoluta o real y densidad aparente.
Densidad absoluta o real (ρp)
La densidad absoluta o densidad normal, también llamada densidad real, expresa la masa por unidad de volumen. Cuando no se hace ninguna aclaración al respecto, el término «densidad» suele entenderse en el sentido de densidad absoluta.
Densidad=Masa/Volumenρ_p=m/V_p
Donde Vp es el volumen propio de la partícula.
Densidad Aparente
La densidad aparente de un material granular (ρa) es la masa de un material correspondiente a la unidad de volumen ocupado por el mismo. La densidad aparente siempre es menor que la densidad real, debido a los espacios huecos existentes entre las partículas que forman el conglomerado.
Si m es la masa de laspartículas de una muestra y V es el volumen ocupado por ella:
ρ_a=m/V

Pero el volumen ocupado por el sólido granular es igual al volumen del sólido más el volumen hueco,
V=Vp + Vh

Porosidad
Indica el porcentaje de espacios vacíos que dejan los productos entre sí cuando están almacenados a granel o empacados. La porosidadguarda relación con la densidad aparente y la densidad real.

Porosidad = 1 - Densidad aparente x 100%
Densidad real


1.3.1 Características geométricas de las particular, diámetro equivalente,
esfericidad.

Las dimensiones, forma y área son las características geométricas más importantes de los sistemas particulados. Las propiedades de los sólidoshomogéneos tienen la misma densidad como el material disperso (Patil, 2008).

Ecuaciones para las esferas
Circunferencia es πD
Área de la superficie es πD^2
Área proyectada es π/4 D^2
Volumen es π/6 D^3
Superficie específica es 6/D

Dimensiones de las partículas
En general, los diámetros pueden ser especificados para una partícula equidimensional, por ejemplo, si son más largas en unadirección que en otra, son caracterizadas con frecuencia por la segunda dimensión mayor, así Dp podría referirse al grosor de una partícula y no a su longitud. Por convención, las dimensiones de las partículas son expresadas en diferentes unidades en dependencia del rango de tamaños involucrados. Las partículas gruesas se miden en pulgadas o milímetros, las partículas finas en términos del tamaño dela malla, las partículas muy finas se miden en micrómetros. Las partículas ultrafinas son algunas veces descritas en términos del área por unidad de masa, usualmente en m2/g.
Muchos materiales poseen formas irregulares, como se muestra en la figura.


Figura. Posibles formas de partículas que pueden pasar por un tamiz con un mismo diámetro.
¿Cómo se pueden hacer las mediciones de éstas...