Trabajo de Curva de Potenciahhy 1

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OPERACIONES UNITARIAS I 2013. CURVA DE POTENCIA AGITACIÓN Y MEZCLADO 1.-OBJETIVOS determinación del número de potencia en la agitación del agua a diferentes temperaturas. determinación del número de Reynolds en la operación de agitación. determinar la velocidad de agitación y el efecto que produce su incremento en el mezclada. En el módulo de agitación estandarizado, construir una Curva de Potencia (Número de Potencias versus Número de Reynolds) empleando como fluidos agua y aceite comestible, a distintas temperaturas, con y sin pantallas deflectoras durante el proceso de agitación. 2.-marco teórico La agitación: es una operación utilizada para acelerar los procesos de transferencia de calor y de masa. Mediante esta operación se consigue la introducción de energía en el volumen del fluido, o sea, que la energía cinética que posee el impelente se transfiera al fluido provocando su movimiento. Los impelentes utilizados con este objetivo pueden ser clasificados por el flujo que inducen en el tanque agitado como impelentes de flujo axial y de flujo radial, entre los impelentes del flujo radial el mas utilizado industrial mente es la turbina de disco con paletas planas. en los procesos industriales muchas operaciones dependen de gran medida de una agitación efectiva y el mezclado del fluido. Existen diferencias en lo que respecta agitación y mezclado en la industria. Los procesos de agitación se refiere generalmente a los mecanismos de generación de flujos de un fluido en un patrón circular u otro dentro de un deposito, usado para ello medios mecánicos. El mezclado en cambio, implica tomar dos o más faces, tales como el fluido y un sólido pulverizado. PRÁCTICAS DE LABORATORIO – BLOQUE 2Página 1

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OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

CURVA DE POTENCIA

AGITACIÓN Y MEZCLADO

1.-OBJETIVOS

determinación del número de potencia en la agitación del agua a diferentes temperaturas. determinación del número de Reynolds en la operación de agitación. determinar la velocidad de agitación y el efecto que produce su incremento en el mezclada. En el módulo de agitación estandarizado, construir una Curva de Potencia (Número de

Potencias versus Número de Reynolds) empleando como fluidos agua y aceite comestible, a distintas temperaturas, con y sin pantallas deflectoras durante el proceso de agitación.

2.-marco teórico

La agitación: es una operación utilizada para acelerar los procesos de transferencia de calor y de masa. Mediante esta operación se consigue la introducción de energía en el volumen del fluido, o sea, que la energía cinética que posee el impelente se transfiera al fluido provocando su movimiento. Los impelentes utilizados con este objetivo pueden ser clasificados por el flujo que inducen en el tanque agitado como impelentes de flujo axial y de flujo radial, entre los impelentes del flujo radial el mas utilizado industrial mente es la turbina de disco con paletas planas.

en los procesos industriales muchas operaciones dependen de gran medida de una agitación efectiva y el mezclado del fluido. Existen diferencias en lo que respecta agitación y mezclado en la industria. Los procesos de agitación se refiere generalmente a los mecanismos de generación de flujos de un fluido en un patrón circular u otro dentro de un deposito, usado para ello medios mecánicos. El mezclado en cambio, implica tomar dos o más faces, tales como el fluido y un sólido pulverizado.

A continuación se enumera algunos de, los objetivos que pueden lograr con esta operación.

1. mezclar dos líquidos miscibles tales como alcohol etílico y agua.2. disolver sólidos y líquidos, tal como sal y agua.3. dispersar un gas en un liquido en forma de burbuja, tal como sucede con el oxigeno del aire

en una suspensión de microorganismo para fermentación o para proceso de lodos activados en el proceso de desechos.

4. suspensión de partículas solidas en un líquido, tal como sucede en las mezclas de carbón pulverizado con petróleo.

5. agitación de un fluido para aumentar la transferencia de calor entre un fluido y un serpentín o chaqueta en la pared del recipiente.

ETAPAS EN UN PROCESO DE AGITACION- MEZCLADO

Consta de las siguientes etapas:

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a) Determinación clara de los productos que se requieren obtener.b) conocer lo mejor posible los materiales o ingredientes a ser mezclados o agitados.c) definir el tipo e patrón de flujo que convendría provocar en el tanque de agitación para

obtener el resultado deseado d) determinar la configuración geométrica compatible con dicho patrón de flujo.e) calcular la potencia de motor requerida para la agitación.

OBJETIVO DE DISEÑO DE UNA UNIDAD AJITACION MEZCLADO

Conocido el resultado a lograr con la agitación mezclado y las características del punto de partida, se inicia el proceso de de diseño de la unidad de procesamiento el proceso de la unidad de procesamiento.

a).-Objetivo general

Dimensión el equipo necesario y determinar los parámetros necesarios para lograr un buen funcionamiento de la unidad en su conjunto de manera que se logre el resultado deseado.

b).- Objetivos específicos

1) determinar las dimensiones del recipiente y los tipos tamaños numero y la ubicación del agitador y dispositivos accesorios (bafles, tubos de succión, etc.).

2) determinar la velocidad de rotación del impulsor mas adecuado.3) determinar la potencia del motor requerido para generar el movimiento de los fluidos.4) determinar la magnitud y la dificultad de la operación en función de los siguientes parámetros

fundamentales: flujo volumétrico, velocidad del fluido y duración del proceso.

EJES DEL PROCESO DE DISEÑO

El análisis permite identificar como ejes de diseño lo siguiente:

1. la geometría del equipo.2. la dinámica de las corrientes.3. la energía necesaria.4. El tiempo de operación o su duración.

1.- Geometría del equipo

Consiste en determinar las dimensiones, el número y las componentes del equipo de agitación

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Las relaciones son:

DaDt

=13=¿S1

EDt

=13=¿S2

HDt

=1=S3WDa

=15

=S4

JDt

=1

12=S5

LDa

=14=¿S6.

Tipo de paleta

a).- propulsor de tres paletas o propulsor marino:

flujo axial. Obtener máxima turbulencia. Se emplea a altas velocidades (1800 rpm). Varias versiones diferentes, para diversas aplicaciones: intercambio de calor, mezclado,

dispersiones, suspensiones, etc. para fluidos viscosos.

b).- turbinas de hojas planas

Flujo radial, flujo choca con la pared. Versátil diseño simple. para fluidos hasta 105cp. su comportamiento es mas predecible.

c).- turbina con disco y hoja

Corriente radial y axial. el disco posee un efecto estabilizante.

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Se encuentra también con hojas curvas.

d).- turbina con hojas inclinadas

combina flujo radial con flujo axial. especial mente útil para mejorar la transferencia de calor con las paredes o serpentines.

e).- turbina de hojas curvas

Especialmente útil para dispersar materiales fibrosos. poseen un torque inicial que las hojas rectas.

Imágenes

2.- dinámica de las corrientes

Se entiende como dinámica de corriente a la relación de los siguientes elementos:

a).-El patrón de flujo: Se define en función de las características del punto de partida y del producto a obtener como resultado de la operación.

b).- la velocidad representativa de circulación de fluido: es la velocidad que se requiere para el mezclado para el mezclado. La velocidad depende de la naturaleza de la sustancia, ya que esta puede hacer variar la velocidad.

c).- caudal o flujo volumétrico: Es el volumen del fluido movido en la unidad de tiempo. Es función de la velocidad representativa y las dimensiones del tanque.

3.- la energía necesaria

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La determinación de la fuerza necesaria para lograr el movimiento deseado con la potencia requerida para conseguir el resultado deseado, es el eje central del diseño. La geometría y la dinámica de corrientes determinan la cantidad de Energía necesaria. La energía necesaria, se resume en la potencia del motor del agitador.

El numero de potencia es el numero adimensional que permite establecer correlaciones con el numero de Reynolds, de manera tal que el valor el valor de la potencia dependa efectivamente del conjunto de factores que constituyan una carga a vencer para lograr el efecto de la agitación.

Np=P∗gc

ρN 3∗D 5

5.- tiempo de mezclado

El movimiento de los líquidos y la difusión molecular están involucrados en el mezclado de líquidos, el movimiento de líquidos aparece dominando la velocidad del mezclado. Es por eso que la turbulencia es de suma importancia, pues reduce la distancia de interacción, a casi escalas moleculares, haciendo más eficientes esta operación.

CURBAS DE POTENCIA

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3.-Parte experimental

Es el modulo de agitación estandarizado realizar l curva de potencia para distintas temperaturas con deflectores y sin deflectores.

Numero de potencias = (N p) = pgc

ρ ɳ3Da5

Numero de potencia numero de Reynolds = (Re) = ɳ Da2 ρμ

Donde:

P=Potencia nominal a la que arranca el motor.

gc = constante gravitacional universal

ρ = densidad de fluido a la temperatura especifica

ɳ = revoluciones “rpm” en (revoluciones por segundos) “rps”

Da = diámetro de rodete o impeler.

μ = viscosidad de liquido a la temperatura especifica.

3.1 Análisis de Variables

PRUEBAS CON AGUA

CON PANTALLAS DEFLECTORAS SIN PANTALLAS DEFLECTORASNº N T Nº N T1 300 15 24 300 152 400 15 25 400 153 500 15 26 500 154 550 15 27 600 155 600 15 28 700 156 700 15 29 800 157 800 15 30 900 158 900 15 31 1000 159 1000 15 PRUEBAS CON ACEITE

CON PANTALLAS DEFLECTORAS10 300 25 32 400 1511 400 25 33 500 1512 500 25 34 600 1513 600 25 35 700 1514 700 25 36 800 1515 800 25 37 900 1516 900 25 38 1000 1517 1000 25 PRUEBAS CON ACEITE

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OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

SIN PANTALLAS DEFLECTORAS18 900 35 39 400 1519 1000 35 40 500 1520 900 40 41 600 1521 1000 40 42 700 1522 900 50 43 800 1523 1000 50 44 900 15

3.2 Equipos a usar

Cocinilla Termómetro Jarras Tacómetro Voltímetro Amperímetro

3.3 Registro de datos por cada experimento

Es el modulo de agitación estandarizado realizar l curva de potencia para distintas temperaturas con deflectores y sin deflectores.

Numero de Potencia = (N p) = pgc

ρ ɳ3Da5

Numero de Reynolds = (Re) = ɳ Da2 ρμ

Donde:

P= potencia nominal a la que arranca el motor.

gc = constante gravitacional universal

ρ = densidad de fluido a la temperatura especifica

ɳ = revoluciones “rpm” en (revoluciones por segundos) “rps”

Da = diámetro de rodete o impeler.

μ = viscosidad de liquido a la temperatura especifica.

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TABLA 1: RECOPILACIÓN DE DATOS

Hora Nº exper

ɳ (revol)

TemªC

pant. Def. (C/S)

V I µ (kg / m.s) ρ (kg / m3) Da (m) gc (m/s2)

05:52 2 310 15 C 233 0.02 0.001139 999.19 0.07 9.8105:55 3 422 15 C 233 0.03 0.001139 999.19 0.07 9.8105:56 4 519.3 15 C 233 0.04 0.001139 999.19 0.07 9.8105:57 5 573 15 C 233 0.05 0.001139 999.19 0.07 9.8105:59 6 631.7 15 C 233 0.05 0.001139 999.19 0.07 9.8106:00 7 707.7 15 C 231 0.06 0.001139 999.19 0.07 9.8106:02 8 799 15 C 231 0.07 0.001139 999.19 0.07 9.8106:05 9 882 15 C 231 0.09 0.001139 999.19 0.07 9.8106:20 10 965 15 C 231 0.1 0.001139 999.19 0.07 9.8106:22 11 315.5 27 C 225 0.02 0.000852 996.59 0.07 9.8106:24 12 403.8 27 C 228 0.03 0.000852 996.59 0.07 9.8106:26 13 497.2 27 C 230 0.03 0.000852 996.59 0.07 9.8106:29 14 615.1 27 C 230 0.05 0.000852 996.59 0.07 9.8106:33 15 704.2 27 C 230 0.06 0.000852 996.59 0.07 9.8106:36 16 821.2 27 C 229 0.08 0.000852 996.59 0.07 9.8106:38 17 912.4 27 C 229 0.09 0.000852 996.59 0.07 9.8106:41 18 1049 27 C 228 0.11 0.000852 996.59 0.07 9.8106:47 19 359 37 C 226 0.02 0.000692 993.37 0.07 9.8106:49 20 439.7 37 C 228 0.03 0.000692 993.37 0.07 9.8106:51 21 924.9 37 C 229 0.1 0.000692 993.37 0.07 9.8106:53 22 999.6 37 C 229 0.11 0.000692 993.37 0.07 9.8106:56 23 944.5 40 C 229 0.09 0.000653 992.25 0.07 9.8106:59 24 1016 40 C 230 0.11 0.000653 992.25 0.07 9.8107:00 25 325.4 17 S 231 0.02 0.001081 998.86 0.07 9.8107:03 26 422.2 17 S 231 0.04 0.001081 998.86 0.07 9.8107:05 27 538.7 17 S 231 0.05 0.001081 998.86 0.07 9.8107:08 28 634.5 17 S 231 0.05 0.001081 998.86 0.07 9.8107:09 29 726.8 17 S 232 0.06 0.001081 998.86 0.07 9.8107:10 30 834.6 17 S 230 0.06 0.001081 998.86 0.07 9.8107:10 31 907.9 17 S 231 0.07 0.001081 998.86 0.07 9.8107:11 32 1012 17 S 231 0.08 0.001081 998.86 0.07 9.8105:50 1 299 18 S 233 0.02 0.001054 998.68 0.07 9.81

Algoritmo de resolución del proceso

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OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

TABLA 2 TRATAMIENTO DE DATOS

HoraNº

exper

ɳ (revol

)

Tem ºC

Pant. Def. (C/S)

V Iµ (kg / (m·s))

ρ (kg / m3)

Da (m)

Pot. (VxI)

gc (m/s2) Re Np

05:52 2 310 15 C 233 0.02 0.001139 999.19

0.07 4.66 9.81 1332545.751 0.000913759

05:55 3 422 15 C 233 0.03 0.001139 999.19

0.07 6.99 9.81 1813981.635 0.000543339

05:56 4 519.3 15 C 233 0.04 0.001139 999.19

0.07 9.32 9.81 2232229.059 0.000388769

05:5 5 573 15 C 233 0.05 0.001139 999.19 0.0 11.65 9.81 2463060.371 0.000361737

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(N p) = pgc

ρ ɳ3Da5

(Re) = ɳ Da2 ρμ

N(RPM)

Da

ρ=f (T )

Pe=V*I

µ=f(T)

Curva de potencia

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OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

7 705:5

9 6 631.7 15 C 233 0.05 0.001139 999.190.07 11.65 9.81 2715384.357 0.000269975

06:00 7 707.7 15 C 231 0.06 0.001139 999.19

0.07 13.86 9.81 3042072.993 0.000228426

06:02 8 799 15 C 231 0.07 0.001139 999.19

0.07 16.17 9.81 3434529.209 0.000185183

06:05 9 882 15 C 231 0.09 0.001139 999.19

0.07 20.79 9.81 3791307.587 0.000177003

06:20 10 965 15 C 231 0.1 0.001139 999.19

0.07 23.1 9.81 4148085.966 0.000150162

06:22 11 315.5 27 C 225 0.02 0.000852 996.59

0.07 4.5 9.81 1808307.876 0.000839222

06:24 12 403.8 27 C 228 0.03 0.000852 996.59

0.07 6.84 9.81 2314404.819 0.000608442

06:26 13 497.2 27 C 230 0.03 0.000852 996.59

0.07 6.9 9.81 2849732.729 0.00032879

06:29 14 615.1 27 C 230 0.05 0.000852 996.59

0.07 11.5 9.81 3525483.913 0.000289416

06:33 15 704.2 27 C 230 0.06 0.000852 996.59

0.07 13.8 9.81 4036166.106 0.000231448

06:36 16 821.2 27 C 229 0.08 0.000852 996.59

0.07 18.32 9.81 4706758.884 0.00019375

06:38 17 912.4 27 C 229 0.09 0.000852 996.59

0.07 20.61 9.81 5229477.357 0.000158922

06:41 18 1049 27 C 228 0.11 0.000852 996.59

0.07 25.08 9.81 6012408.755 0.000127252

06:47 19 359 37 C 226 0.02 0.000692 993.37

0.07 4.52 9.81 2525198.218 0.000574014

06:49 20 439.7 37 C 228 0.03 0.000692 993.37

0.07 6.84 9.81 3092840.269 0.000472775

06:51 21 924.9 37 C 229 0.1 0.000692 993.37

0.07 22.9 9.81 6505726.552 0.000170067

06:53 22 999.6 37 C 229 0.11 0.000692 993.37

0.07 25.19 9.81 7031164.732 0.000148189

06:56 23 944.5 40 C 229 0.09 0.000653 992.25

0.07 20.61 9.81 7032438.917 0.00014389

06:59 24 1016 40 C 230 0.11 0.000653 992.25

0.07 25.3 9.81 7564804.594 0.000141905

07:00 25 325.4 17 S 231 0.02 0.001081 998.86

0.07 4.62 9.81 1473304.64 0.000783544

07:03 26 422.2 17 S 231 0.04 0.001081 998.86

0.07 9.24 9.81 1911583.34 0.00071745

07:05 27 538.7 17 S 231 0.05 0.001081 998.86

0.07 11.55 9.81 2439057.189 0.000431733

07:08 28 634.5 17 S 231 0.05 0.001081 998.86

0.07 11.55 9.81 2872808.217 0.000264217

07:09 29 726.8 17 S 232 0.06 0.001081 998.86

0.07 13.92 9.81 3290712.391 0.00021187

07:10 30 834.6 17 S 230 0.06 0.001081 998.86

0.07 13.8 9.81 3778795.49 0.000138713

07:10 31 907.9 17 S 231 0.07 0.001081 998.86

0.07 16.17 9.81 4110673.886 0.000126261

07:1 32 1012 17 S 231 0.08 0.001081 998.86 0.0 18.48 9.81 4582004.596 0.000104192

PRÁCTICAS DE LABORATORIO – BLOQUE 2 Página 11

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OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

1 705:5

0 1 299 18 S 233 0.02 0.001054 998.680.07 4.66 9.81 1388203.101 0.001018884

GRÁFICAS A UNA TEMPERATURA DADA Y CON Y SIN DEFLECTORES

1000000 1500000 2000000 2500000 3000000 3500000 4000000 45000000

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

0.001

f(x) = − 2.35967766772846E-10 x + 0.00101235800098754R² = 0.800735964611684

(A) CON DEFLECTORES A 15ºC

Re

Np

1000000 2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 70000000

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

0.001

f(x) = − 1.5078877192166E-10 x + 0.000921712030758072R² = 0.782735652248412

(B) CON DEFLECTORES A 27ºC

Re

Np

2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 7000000 80000000

0.0001

0.0002

0.0003

0.0004

0.0005

0.0006

0.0007

f(x) = − 9.24354972397775E-11 x + 0.000783910221702041R² = 0.988783931290736

(C) CON DEFLECTORES A 37ºC

Re

Np

PRÁCTICAS DE LABORATORIO – BLOQUE 2 Página 12

Page 13: Trabajo de Curva de Potenciahhy 1

OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

7000000 7100000 7200000 7300000 7400000 7500000 76000000.0001405

0.0001410.0001415

0.0001420.0001425

0.0001430.0001435

0.0001440.0001445

f(x) = − 3.72850615489363E-12 x + 0.000170110224126719R² = 1

(D) CON DEFLECTORES A 40ºC

Re

Np

1000000 1500000 2000000 2500000 3000000 3500000 4000000 4500000 50000000

0.00010.00020.00030.00040.00050.00060.00070.00080.0009

f(x) = − 2.34933963829452E-10 x + 0.00106552702253443R² = 0.890527281941525

(E) SIN DEFLECTORES A 17ºC

Re

Np

1000000 2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 7000000 80000000

0.0001

0.0002

0.0003

0.0004

0.0005

0.0006

0.0007

0.0008

0.0009

0.001CURVA DE POTENCIA (A) con deflectores a 15°

(b) con deflectores a 27°(C) con deflectores a 37°(D) con deflectores a 40°(E) sin deflectores a 17°

Re

Np

PRÁCTICAS DE LABORATORIO – BLOQUE 2 Página 13

Page 14: Trabajo de Curva de Potenciahhy 1

OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

CONCLUSIONES

Logramos determinar las curvas de potencias con los datos obtenidos en el laboratorio. Determinamos que el numero de Reynolds aumenta con forme aumenta la temperatura de la

sustancia agitada. Se puede notar también que el número de potencia disminuye conforme el Reynolds

aumenta. Se puede notar también que el número de Reynolds es menor en un agitador sin bafles esto

se debe a la presencia del vórtice.

1.-Anexos

PRÁCTICAS DE LABORATORIO – BLOQUE 2 Página 14

Page 15: Trabajo de Curva de Potenciahhy 1

OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

1. Bibliografía http://es.wikipedia.org/wiki/Gravedad www.vaxasofware.com

El RMP de un tacómetroUn tacómetro tiene un sensor de pulso magnético al lado de un engranaje de hierro en un eje de motor. El engranaje tiene 30 dientes. La lectura del pulso indica 90 pulsos por segundo. ¿Cuál es el RPM del eje del motor? El RPM = pulsos por segundo multiplicado por 60 segundos por minuto dividido por el número de dientes del engranaje. El RPM del eje del motor = 90 multiplicado por 60 dividido entre 30 = 180 RPM

PRÁCTICAS DE LABORATORIO – BLOQUE 2 Página 15

Page 16: Trabajo de Curva de Potenciahhy 1

OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

BLOQUE Nº 2 DE EXPERIMENTOS

MATRICES DE DISEÑO DE LA EXPERIMENTACION:

EXPERIMENTO N° 2.3 CURVA DE POTENCIA.

MATRIZ Nº 1 SISTEMAS Y PROCESOS

OBJETIVO

EXPERIMENTAL

SISTEMA PROCESOS VARIABLES

Construir una curva de

potencia (número de

potencias versus numero

de Reynolds) empleando

como fluidos agua, a

distintas temperaturas,

con y sin pantallas

deflectoras durante el

proceso de agitación.

Sistema 1 :

Tanque y su

agitador

Sistema 1:

Agitación

Sistema 1:

Potencia consumida P

Velocidad de agitación N

Temperatura T

Tiempo de agitación Ө

Viscosidad del agua u

Densidad del agua ƍ

Diámetro del agitador D

Altura del liquido en el tanque H

Distancia del agitador al fondo d

Numero de pantallas deflectoras

Ancho de las pantallas def. s

Fluido agua

MATRIZ 2.- VARIABLES

NOMBRE SIMBOLO UNIDAD

ES

TIPO VALOR

MÍN.

VALOR

MÁX.

Potencia consumida P Watt Dependiente

Velocidad de agitación N rpm Manipulable 100 1000

Temperatura del agua T °C Manipulable 10 50

Tiempo de agitación Ө Minutos Parámetro 2

Viscosidad del agua u seg Dependiente

Densidad del agua ρ gr/cc Dependiente

Diámetro del agitador D cm Parámetro 7.5

PRÁCTICAS DE LABORATORIO – BLOQUE 2 Página 16

Page 17: Trabajo de Curva de Potenciahhy 1

OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

Altura del liquido en el

tanque

H cm Parámetro

Distancia del agitador al

fondo

d cm Parámetro D=d

Numero de pantallas

deflectoras

Parámetro 3

Presencia de pantallas

deflectoras

CON

SIN

C

S

Ancho de las pantallas

deflectoras

s cm Parámetro

Fluido agua Ag

NOMBRE

TIPO SIMBOLO

p μ C p OBSERVACIONES

Kg /m3 Pa . s  

J /Kg /C

Agua Materia prima H2O  998,86  1*10-

3

 1  Agua potable

Agua caliente Materia prima H2O A las temperaturas

señaladas

Electricidad Insumo I(Amperios) Corriente continua

MATRIZ 3.- MATERIALES EN LA EXPERIMENTACION

VARIBLES

DEPENDIENTES

VARIABLES

INDEPENDIENTES

HIPOTESIS

RELACIONES MODELOS MATEMATICOS

PRÁCTICAS DE LABORATORIO – BLOQUE 2 Página 17

Page 18: Trabajo de Curva de Potenciahhy 1

OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

Potencia V  Directamente

proporcional

P=I.V.

Np= ρg cP

N3D 5I

Viscosidad T Directamente

proporcional

u = f (T)

Densidad T Directamente

proporcional

  ρ = f (T)

MATRIZ 4.- RELACIONES ENTRE VARIABLES

MATRIZ 5.- METODOS EXPERIMENTALES

PRÁCTICAS DE LABORATORIO – BLOQUE 2 Página 18

Page 19: Trabajo de Curva de Potenciahhy 1

OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

METODO VARIABLE DEPENDIENTE

VARIABLE INDEPENDIENTE

INSTRUMENTOS EQUIPOS

MATERIALES MODElOS MATEMATICOS

Método directo experimental

Potencia (P) V

I

Voltímetro

Amperímet

ro

P=I.V.

Método directo experimental

Viscosidad ºT Viscosímet

ro

Termómetr

o

Agua u = f (T)

Método directo experimental

Densidad ºT Densímetr

o

Agua ρ = f (T)

Método directo experimental

Temperatura ºT Termómetr

o

Agua

Método indirecto experimental

NRe N:velocidad de agitadorDa:diametro del agitadorU:viscosidadρ:densidad

- agua

Re=Da2Nρ

μ

Método indirecto experimental

NP P:potenciaN:velocidad angularDa:diámetro del rodeteρ: densidad

- agua

N po=P

N3Da5 ρ

PRÁCTICAS DE LABORATORIO – BLOQUE 2 Página 19

Page 20: Trabajo de Curva de Potenciahhy 1

OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

MATRIZ 6. NIVELES PARA CADA VARIABLE INDEPENDIENTE QUE PARTICIPA EN

LA EXPERIMENTACION

NIVELES A EXPLORAR N T

rpm °C

1 300 15

2 400 15

3 500 15

4 550 15

5 600 15

6 700 15

7 800 15

8 900 15

9 1000 15

MATRIZ 7 DISEÑO DE LOS EXPERIMENTOS

CON PANTALLAS DEFLECTORAS TIEMPO 2 MIN

PRÁCTICAS DE LABORATORIO – BLOQUE 2 Página 20

Page 21: Trabajo de Curva de Potenciahhy 1

OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

EXPERIMENTO N T

rpm °C

1

10

300 15

25

2

11

400 15

25

3

12

500 15

25

4 550 15

5

13

600 15

25

6

14

700 15

25

7

15

800 15

25

8

16

18

20

22

900 15

25

35

40

50

9

17

19

21

23

1000 15

25

35

40

50

SIN PANTALLAS DEFLECTORAS

PRÁCTICAS DE LABORATORIO – BLOQUE 2 Página 21

Page 22: Trabajo de Curva de Potenciahhy 1

OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

EXPERIMENTO N T

rpm °C

24 300 15

25 400 15

26 500 15

27 600 15

28 700 15

29 800 15

30 900 15

31 1000 15

MATRIZ 8 SEGURIDAD EN EL LABORATORIO

CONDICIONES

INSEGURAS

MÉTODOS DE

MITIGACION

RECURSOS

NECESARIOS

OBSERVACIONES

CARACTERÍSTICAS

DE MATERIALES

Limpieza

exhaustiva del

área de trabajo

Equipamiento de

limpieza

La limpieza en el alboratorio es de suma importancia pues el personal a laborar en dicha estaría en riesgo de contacto con sustancias toxicas , nocivas y peligrosas .

El alabe mal colocado

Al motor

Control y ajuste

adecuado y

supervisado

Ajustadores

Atención del

personal

Un mal ajuste del motor puede ocasionar accidentes mortales , de no ser previamente revisado antes de su uso.

CONDICIONES DE

TRABAJO

PRÁCTICAS DE LABORATORIO – BLOQUE 2 Página 22

Page 23: Trabajo de Curva de Potenciahhy 1

OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

Temperaturas

requeridas del agua

Uso adecuado del

termómetro

Guantes

Lentes

Calentador

Tener mucho cuidado al manipular el agua hirviendo , esto se debe hacer con el empleo de accesorios e implementos de seguridad .

Mala lectura del

tacómetro

Mantener en un

lugar fuera de

vibraciones

Mesas El encargado de lectura del tacómetro debe estar acto para el puesto , al estar con el empleo de sus 5 sentidos .

MATRIZ 9 IMPACTO AMBIENTAL

CONTAMINANTE MÉTODOS DE

DISPOSICION

EQUIPOS E

INSTRUMENTOS

OBSERVACIONES

LIQUIDOS(productos) Recipientes

cerrados

Sistema de salida

de control de

calidad

Los productos obtenidos en la respectiva agitación , deben de cumplir ciertos parámetros de calidad , pues estos podrían ser contaminantes peligrosos para el medio ambiente .

Emulsiones (productos) Recipientes

cerrados

Sistema de salida

de control de

calidad

Al igual que todo tipo de productos dados por las industrias , deben de cumplir con estándares de calidad .

Energía eléctrica Sistemas de

almacenamiento

y conducción

cerrados

(aislados)

Cableados de

transferencia

eficiente.

Como uno de los objetivos del sistema es establece parámetros por el cual el consumo de energía sea el mínimo , así se disminuirá el empleo de este en el sistema y por lo tanto menos industrias de este tipo habrá en el planeta=menos contaminación

PRÁCTICAS DE LABORATORIO – BLOQUE 2 Página 23

Page 24: Trabajo de Curva de Potenciahhy 1

OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

MATRIZ 10. MANEJO ADECUADO DE SERVICIOS

SERVICIO METODOS DE

DISPOSISION

EQUIPOS E

INSTRUMENTOS

OBSERVACIONES

AGUA Calentador

Cocina eléctrica

Se debe disponer de

un mejor calentador

Que sea más eficiente

ELECTRICIDAD Fuente de

alimentación

Se cuenta con un

tablero de control

REGISTRO DE DATOS POR CADA EXPERIMENTO.

FECHA: Año: …………. Mes: ……… Día: ………..

OPERADOR FUNCION CARACTERÍSTICAS DEL EXPERIMENTO

Merma Pereira Max Coordinador del proceso Objetivo:

En el módulo de agitación estandarizado, construir una Curva de Potencia (Número de Potencias vs Número de Reynolds) empleando como fluido agua a distintas temperaturas, con y sin pantallas deflectoras durante el proceso de agitación.

Alvarez Riveros Reelvi Encargado de registro de potencia del circuito

Poma Luna Jhoselin Encargado de manejo de tacómetro

Huanca Condori Victor Encargado de registro de datos

Calapuja Soncco Josue controlador

HORA Nº

Experimento

Independientes Dependientes

OBSERVACIONES

T N Pant. Def.

V I P µ ρ Re Parámetro: θ=2 minutos

PRÁCTICAS DE LABORATORIO – BLOQUE 2 Página 24

Page 25: Trabajo de Curva de Potenciahhy 1

OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

ºC rpm C / S Volt Amp Watt seg gr/cc --

05:522

15 310 C 233 0.02 4.660.0011

39 999.191332545.751

05:55 3

15 422 C 233 0.03 6.990.0011

39 999.191813981.635

05:564

15 519.3 C 233 0.04 9.320.0011

39 999.192232229.059

05:575

15 573 C 233 0.05 11.650.0011

39 999.192463060.371

05:596

15 631.7 C 233 0.05 11.650.0011

39 999.192715384.357

06:007

15 707.7 C 231 0.06 13.860.0011

39 999.193042072.993

06:028

15 799 C 231 0.07 16.170.0011

39 999.193434529.209

06:059

15 882 C 231 0.09 20.790.0011

39 999.193791307.587

06:2010

15 965 C 231 0.1 23.10.0011

39 999.194148085.966

06:2211

27 315.5 C 225 0.02 4.50.0008

52 996.591808307.876

06:2412

27 403.8 C 228 0.03 6.840.0008

52 996.592314404.819

06:2613

27 497.2 C 230 0.03 6.90.0008

52 996.592849732.729

06:2914

27 615.1 C 230 0.05 11.50.0008

52 996.593525483.913

06:3315

27 704.2 C 230 0.06 13.80.0008

52 996.594036166.106

06:3616

27 821.2 C 229 0.08 18.320.0008

52 996.594706758.884

06:3817

27 912.4 C 229 0.09 20.610.0008

52 996.595229477.357

06:4118

27 1049 C 228 0.11 25.080.0008

52 996.596012408.755

06:4719

37 359 C 226 0.02 4.520.0006

92 993.372525198.218

06:4920

37 439.7 C 228 0.03 6.840.0006

92 993.373092840.269

06:5121

37 924.9 C 229 0.1 22.90.0006

92 993.376505726.552

06:5322

37 999.6 C 229 0.11 25.190.0006

92 993.377031164.732

06:5623

40 944.5 C 229 0.09 20.610.0006

53 992.257032438.917

06:5924

40 1016 C 230 0.11 25.30.0006

53 992.257564804.594

07:0025

17 325.4 S 231 0.02 4.620.0010

81 998.86147330

4.64

07:0326

17 422.2 S 231 0.04 9.240.0010

81 998.86191158

3.34

07:0527

17 538.7 S 231 0.05 11.550.0010

81 998.862439057.189

07:0828

17 634.5 S 231 0.05 11.550.0010

81 998.862872808.217

07:0929

17 726.8 S 232 0.06 13.920.0010

81 998.863290712.391

PRÁCTICAS DE LABORATORIO – BLOQUE 2 Página 25

Page 26: Trabajo de Curva de Potenciahhy 1

OPERACIONES UNITARIAS I 2013.

07:1030

17 834.6 S 230 0.06 13.80.0010

81 998.86377879

5.49

07:1031

17 907.9 S 231 0.07 16.170.0010

81 998.864110673.886

07:1132

17 1012 S 231 0.08 18.480.0010

81 998.864582004.596

05:501

18 299 S 233 0.02 4.660.0010

54 998.681388203.101

PRÁCTICAS DE LABORATORIO – BLOQUE 2 Página 26