tratamiento de aguas

07/03/2012

7. Mezcla Rápida
Ing. William Antonio Lozano-Rivas, MSc, PhD.

Mezcla Rápida
 Para lograr una dispersión instantánea del coagulante

aplicado, se proyectan estructuras de mezcla rápida.
 Esta mezcla rápida puede efectuarse por:
 Dispositivos mecánicos (Hélices, turbinas o paletas)
 Dispositivos hidráulicos (Resalto hidráulico y caídas de agua)

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07/03/2012Mezcla rápida
hidráulica en un
vertedero tipo
Creager.
Valledupar,
Colombia

Mezcla rápida
hidráulica en un
vertedero triangular
(Thompson). Se
aprovecha también
como dispositivo de
aforo. Potabilizadora
de Rio Negro,
Santander. Colombia.

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Mezcladores Rápidos Mecánicos
7. Mezcla Rápida

Mezcladores Rápidos Mecánicos
 Son tanques de sección circular o cuadradaagitados por una

turbina tipo hélice o de un conjunto de paletas.
 Las hélices generan corrientes axiales muy fuertes y giran a
velocidades de hasta de 2000 RPM (Metcalf & Eddy, Inc.,
1979)
 Los impulsores de paletas giran hasta 150 RPM, dado que
tienen mayor área expuesta al agua.
 En estas cámaras, para mejorar la mezcla, el agua ingresa por
la parte de abajo y sale por la parte dearriba, rebosando al
canal que conecta con los floculadores.

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Mezcladores Rápidos Mecánicos

Mezcladores Rápidos Mecánicos

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Mezcladores Rápidos Mecánicos

Mezcladores Rápidos Mecánicos
 El gradiente de mezcla “G” hace referencia a la cantidad de

energía disipada por el mezclador.
 Este gradiente depende de:
 Potencia del motor
Viscosidad del agua (en función de su temperatura)
 Volumen del tanque de mezcla

 Sus unidades de medida son 1/segundo (s-1).

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Mezcladores Rápidos Mecánicos
 Criterios de Diseño:
Tiempo de Contacto (s)
20 (más usado)
30
40
> 40

Parámetro
Número de Reynolds
Velocidad tangencial de las paletas (m/s)

G (s-1)
1000 (más usado)
900
790
700

Valor o Rango
≥100.000
0,6

Mezcladores Rápidos Mecánicos
 El gradiente de velocidad o la potencia requerida:

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Mezcladores Rápidos Mecánicos
 La potencia desarrollada por el mezclador o la velocidad de

rotación:

Mezcladores Rápidos Mecánicos
 Debe considerarse un factor de servicio “Fd” del equipo

(motor) que puede oscilar entre 2,0 y 4,0, dado que se
requiere funcionamientopermanente. Así se calcula la
potencia real “PR”:

 Con este cálculo se busca con el proveedor la potencia

disponible, comercialmente, del motor.

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Mezcladores Rápidos Mecánicos
 Valores de “K” para diferentes impulsores.

Tipo de impulsor (turbina)
Hélice de 2 o 3 aletas (ovoides)
Turbina de 6 aletas planas (ovoides)
Turbina de 6 aletas curvas (ovoides)
Turbinaventilador de 6 aletas (ovoides)
Turbina de 2 paletas planas (rectangulares)

K
1,00
6,30
4,80
1,65
1,70

Mezcladores Rápidos Mecánicos
 El Número de Reynolds (Nr):

T
5 °C
10 °C
15 °C
20 °C
25 °C
30 °C
35 °C

Densidad

Viscosidad dinámica

 (kg/m3)
1000,0
999,8
999,2
998,3
997,1
995,7
994,1

µ (Pa*s)
1,52 x 10-3
1,31 x 10-3
1,14 x 10-3
1,01 x 10-3
8,91 x10-4
7,99 x 10-4
7,20 x 10-4

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Mezcladores Rápidos Mecánicos
 Ubicación de los estatores para evitar el vórtice:

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Mezcladores Rápidos Mecánicos
 EJERCICIO: Dimensionar un mezclador con turbina de 6 aletas

planas (K = 6,3), que trata un caudal de 250 L/s, cuya agua
presenta una temperatura media de 15 °C (=999,2 kg/m3 y
µ=1,14x10-3 Pa*s).
Procedimiento de Cálculo









Asignar Gradiente y Tiempo “G” y “T”
Volumen del tanque “V”
Diámetro y altura (D = H)
Diámetro del impulsor “d”
Potencia Teórica Requerida “P” (con la fórmula de gradiente)
Potencia Real Requerida (con el factor de servicio)
Velocidad de Rotación “N”
Número de Reynolds “Nr”

¿Preguntas?

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EJERCICIO
 En una PTAP de...