transporte

Capítulo 6. TRANSPORTE NEUMÁTICO

6.1. Introducción
El transporte neumático se usa con éxito en la industria desde hace muchos años,
puede transportarse desde harina a granos, desde pellets plásticos hasta carbón. Al
comienzo se utilizaba aire a alta velocidad para transportar pocos sólidos que quedan
suspendidos por el aire (transporte en fase diluida), sin embargo este método
requierealtos caudales de aire. Desde los años 1960 se presta atención al transporte
en fase densa donde los sólidos no están totalmente suspendidos, pero los
requerimientos de aire se reducen drásticamente. Si bien se utiliza un menor caudal de
aire se requiere una mayor presión para impulsar los sólidos. Al trabajar con menores
caudales, la atrición de las partículas provocada por el choque entre símismas y con
las paredes de los ductos de transporte también disminuye.

6.2. Transporte en fase diluida y en fase densa
En la Tabla 6.1 resumen las principales características que diferencian ambos
transportes.

Tabla 6.1. Principales diferencias entre los transportes en fases diluida y densa.
Propiedad

Transporte en fase

Transporte en fase

diluida

densa

20

1-5

3020

Velocidad de gas, m/s
Concentración de sólidos, % en
volumen

ΔP
, mbar / m
L

6.3. Transporte vertical de sólidos

La Figura 6.1 muestra la relación de la caída de presión por unidad de longitud en
una línea de transporte vertical en función de la velocidad superficial del gas utilizado
para el transporte. La pérdida de carga total está dada, como se verá más adelante, enfunción de la energía cinética de las partículas y del gas, de la energía potencial de
ambas fases y de la fricción de los sólidos y el gas con el ducto de transporte. En la

6.1

Figura 6.1 se grafica la pérdida de carga para distintos flujos másicos de sólidos por
unidad de área de la línea de transporte (G; Kg/h m2).

Figura 6.1. Diagrama de fases en transporte neumático vertical. Fuente:Rhodes
(2003).
Cuando G=0 estamos en el caso que sólo se transporta gas, de manera que la
pérdida de carga en el tubo es la calculada convencionalmente para un flujo
monofásico, es decir:

ΔP 2f ρ f u 2
=
L
D

(6.1)

donde f es el factor de fricción y D el diámetro del ducto. El factor de fricción puede
definirse en función del Reynolds como sigue:

f = 16 / ReD

para ReD ≤ 2x10 3(6.2)

−0.25
f = 0.079 ReD

para 2x10 3 < ReD ≤ 2x10 4

(6.3)

−1 / 5
f = 0.046 ReD

para ReD > 2x10 4

(6.4)

donde el número de Reynolds se define como:

ReD =

ρf u D
μ

(6.5)

6.2

Cuando se aumenta el flujo de sólidos, las curvas de pérdida de carga cambian
significativamente (ver curvas para G=G1 y G2 en Figura 6.1; donde G2>G1). En el
punto C de la Figura 6.1la velocidad del gas es alta, la concentración de sólidos es
baja; por lo tanto la pérdida de carga se aproxima a la caída de presión por la fricción
del gas con las paredes de la línea de transporte. A medida que la velocidad del gas
disminuye,

la pérdida de carga cae hasta una dada velocidad donde la presión

estática aumenta debido al aumento de la concentración de sólidos. En estepunto el
gas no puede fluidizar el medio, y comienzan a formarse tapones de gas (slugs) en la
línea de transporte. La velocidad para la cual se produce este fenómeno se denomina
“velocidad de ahogo” (en inglés “choking velocity” uCH), y es la transición del transporte
neumático en fase diluida a fase densa. Cuando se transporta un caudal másico por
unidad de área mayor (G2) la velocidad de ahogoes mayor.
Por el momento no es posible determinar teóricamente la velocidad de ahogo, sin
embargo existen varias correlaciones empíricas que permiten estimar dicha velocidad.
Rhodes (2003) sugiere el uso de las siguientes expresiones:
u CH
G
− ut =
ε CH
ρ p (1 − ε CH )

ρ0f.77 =

(

(6.6)

)

− 4.7
2250 D εCH
−1

⎞
⎛ uCH
⎜⎜
− ut ⎟⎟
⎠
⎝ εCH

2

(6.7)

donde ε CH...