reporte aereacion

2

DETERMINACIÓN DE COEFICIENTES
VOLUMÉTRICOS DE TRANSFERENCIAS DE MASA
(OXIGENO-AGUA) EN UN TANQUE AGITADO
“Uno debería de preferir siempre lo imposible
probable que lo posible improbable”
Aristóles

I. OBJETIVO
El propósito del experimento es determinar una correlación para el coeficiente volumétrico
de transferencia de masa (KLa) en un tanque agitado con suministro de aire.
II.DESCRIPCION DEL PROBLEMA
Se planteará un modelo que describa la transferencia de masa de un gas a un líquido en un
tanque agitado. Se determinarán experimentalmente los coeficientes volumétricos de
transferencias de masa en la fase líquida al variarse la velocidad de agitación y el flujo de
aire suministrado y se realizará una correlación múltiple que describa el comportamiento
observado.
III.INTRODUCCIÓN
Por agitación se entiende el movimiento inducido de un material en una forma específica.
Los fines de la agitación son diversos, entre ellos:
1. Suspensión de partículas sólidas.
2. Mezclado de líquidos miscibles.
3. Dispersión de un gas en un líquido en forma de pequeñas burbujas.
4. Dispersión de un segundo líquido, inmiscible con el primero, para formar una
emulsión osuspensión.
5. Promoción de la transferencia de calor o masa entre las fases en contacto.
En el presente caso, lo que interesa son los fines 2 y 5. Las condiciones y el grado de
agitación influyen en el tamaño de las burbujas y por ende en el área interfacial total entre
la fase dispersa y la fase continua. Constantemente una nueva área vence las fuerzas de
tensión superficial y las burbujascoalescen o se dispersan. El volumen de la fase dispersa
que está retenida en la masa global del líquido es variable, dependiendo de la velocidad de
ascenso y del flujo volumétrico de la alimentación.

Determinación de coeficientes volumétricos de transferencias de masa (oxigeno-agua) en un tanque
agitado

Operaciones de transferencia de masa en tanques agitados
El éxito de muchas operacionesindustriales de transferencia de masa depende de la eficaz
agitación y mezcla de fluidos. La agitación se refiere al movimiento inducido de un
material en una forma específica, generalmente con algún modelo circulatorio dentro de
algún tipo de contenedor. [2]
Los líquidos se agitan con más frecuencia en tanques o recipientes de formas cilíndricas y
provistos de un eje vertical. El fondo deltanque es redondeado y no plano para evitar los
lugares escarpados o regiones donde no penetran las corrientes. [2]
La altura del líquido es igual al diámetro del tanque. El rodete va instalado sobre un eje
suspendido y es accionado por un motor acoplado a una caja reductora de velocidad,
también se utilizan accesorios como serpentines, encamisados, vainas para termómetros,
entre otros. Unejemplo típico de un tanque agitado se ilustra en la Figura 2.1.

Figura 2.1.Tanque típico con agitación[2]

Formación y prevención de vórtices
Cuando la velocidad de un impulsor se aumenta para producir condiciones de
turbulencia, también se incrementa la potencia que se requiere para que gire el impulsor,
se empieza a formar entonces un vórtice alrededor del eje. A velocidades mayores, elvórtice finalmente alcanza el impulsor, como se muestra en la figura 2, se arrastra el aire
hasta el líquido, el impulsor trabaja parcialmente en el aire y se necesita disminuir la
potencia. El arrastre del gas dentro del líquido es frecuentemente indeseable; además, la
formación de vórtices provoca dificultades cuando se aumentan de escala los
experimentos modelo o los estudios de planta piloto.a)

b)

Figura 2.2. Formación de vórtice en a)
turbina de hoja plana b)
impulsor marino [2]

2

Determinación de coeficientes volumétricos de transferencias de masa (oxigeno-agua) en un tanque
agitado

La formación de vórtices puede prevenirse de la siguiente manera:
Operando solo en el rango laminar
Localizando el impulsor sobre un eje diferente al eje del tanque (centro), es...