lechos empacados

1. 1
Instituto Tecnológico
De Mexicali
Laboratorio Integral 1
Equipo: Brookfield
Practica: Caídas de presión con lecho empacado
Alumnos:
Ibarra Aguilar Grecia
Fausto Vega Luis Martin
Cuevas LópezMayra Mariza
Puentes Robles JoshuaIssac
Villafuerte Ruiz Brenda Maritza
Torres Hernández Irving Marcial
Salazar Dueñas Gustavo Enrique
VásquezLópezFrancisco Enrique
Hernández Morales Diana Paulina

2. 2
OBJETIVO GENERAL:
Determinar la caída de presión de una manguera con lecho empacado y
comparar con otra manguera del mismo largo pero sin lecho empacado.
.
OBJETIVO ESPECIFICO:
 Calcular la caída de presión en un lecho de empaque
 Notar la diferencia entre el vacío y el que contenía el lecho
empacado
MARCO TEÓRICO:
Si se hace circular un fluido a través de un lecho de sólidos, con dirección
descendente, no tiene lugar ningún movimiento relativo entre las partículas
a menos que la orientación inicial de las mismas sea inestable. Si el flujo
es laminar, la caída de presión a través del lecho será directamente
proporcional a la velocidad de flujo, aumentando más rápidamente a
grandes velocidades. En este caso siempre tenemos un lecho fijo. Si el
fluido circula a través del lecho en dirección ascendente, y el caudal es
muy pequeño, se seguirá obteniendo un lecho fijo de partículas, y la caída
de presión será la misma que en el caso anterior. Al aumentar el caudal,
llegará un momento en que la fuerza que pierde el fluido por rozamiento
sobre las partículas sea igual a su peso aparente (peso real menos
empuje) de las mismas, y éstas sufren una reordenación para ofrecer una
resistencia menor al desplazamiento del gas y el lecho se expansiona,
quedando en suspensiónen la corriente de fluido, y se producenpequeñas
vibraciones (sobre todo en la superficie). Justo en el punto en que el lecho
se expansiona se denomina estado de mínima de fluidización, y a la
velocidad superficiala la que se produce,velocidad mínima de fluidización.
Si entonces se aumenta aún más la velocidad por encima de este punto,
las partículas del sólido se mantienen en suspensión en la corriente
gaseosa, diciéndose que el lecho es fluidizado. Mientras es fácil de

3. 3
distinguir entre los lechos fijos (están quietos) y fluidizados (están
suspendidos), el estado de mínima fluidización es el punto de transición
entre los anteriores y muy difícil de observar.
Tamaño de partículas solidas
El tamaño de las partículas sólidas esféricas queda perfectamente determinado por el
valor de su diámetro. Para partículas no esféricas, se definen varios conceptos,
que se consideran a continuación:
Diámetro esférico equivalente, dsph, es el diámetro de aquella esfera que tiene el
mismo volumen que la partícula.
Esfericidad ,ʘs, es la relación entre la superficie externa de la esfera con el
mismo volumen que la partícula y la superficie de la partícula. En la Tabla 1 se
presentan algunos valores de esfericidad.
Diámetro efectivo, deff, es el diámetro de aquella esfera que tiene la misma relación
superficie/volumenque lapartículaconsiderada.Larelaciónsuperficie/volumen "a" para una partícula,
se puede calcular como
La relación superficie/volumen para una partícula esférica es 6/diámetro efectivo. Por
tanto, se deduce que
Circulación de fluidos a través de lechos porosos y tortas
Un concepto que se va repetir en muchas ocasiones cuando se analiza la circulación
de fluidos a través de sólidos, independientemente de si éstos están fijos o en
movimiento, es la relación que existe entre la velocidad media a la que circula el
fluido entre los sólidos y la velocidad media calculada como caudal de circulación

4. 4
dividido por la sección total del conducto donde tiene lugar el proceso. Considérese en
primer lugar un lecho fijo de partículas sólidas macizas, por el que circula un fluido, tal
como se muestra en la Figura
La velocidad superficial, u+, con que circula el fluido, se calcula como caudal Q
(m3/s) dividido por la sección S d /4), siendo D el diámetro
del tubo cilíndrico. Ahora bien, la velocidad media, u, con que circula el fluido a través
de los huecos será mayor y se puede calcular de la siguiente forma: supóngase
que durante un periodo
Por otra parte, la sección libre de paso o de los huecos Spaso, se puede relacionar con
la sección S mediante la siguiente expresión:
De donde
Es importante no olvidar que el concepto de velocidad de fluido a través de los
huecos se refiere siempre al valor medio, ya que hay un gradiente de cantidad de
movimiento (velocidad máxima en los centro de los huecos, y velocidad nula en las

5. 5
capas adheridas a los sólidos).Este razonamiento se puede extender también al
caso cuando los sólidos están en movimiento, con tal de tomar las velocidades
relativas del fluido con respecto al sólido. En estas condiciones, cuando se ha
definido el concepto de velocidad superficial del fluido, se puede definir un módulo
de Reynolds de partícula, Rep, de forma que:
y viscosidad del fluido, u+ la velocidad superficial
definida anteriormente y dp el tamaño medio de las partículas.

6. 6
MATERIAL:
Vaso precipitado de 1000ml
Vaso precipitado de 500ml
Vernier
Cubeta
Piseta
Papel café
1 tubo de PVC
2 adaptadores para tubos PVC
Cubeta
2 Mangueras transparentes de 30cm cada una
Cronometro
Cuba
Lentes para cada integrante
Silicón
Cubre bocas para cada integrante del equipo
Teflón
Gasa
Cinta adhesiva
Cinta métrica
Reactivos:
Agua
Lecho empacado:
Plastilina moldeadora

7. 7
PROCEDIMIENTO:
A: Sistemade flujo de un tubo. B: Sin lecho empacado.
1. Coloque el fluido (agua) en el contenedor(A).
2. Hacer las siguientes mediciones:1) La altura de la Superficie a el conten
edor, 2) La longitud de los tubos, 3) La longitud de la manguera sin el lecho
empacado.
3. Hacer las lecturas de tiempo en un solo cronometro para evitar discrepa
ncias.
4. Mídase en un vaso precipitado de 1000 mL., el volumen liberado del con
tenedor (A) hasta alcanzar los 500mL.
5. Repetir5 veces el experimento, siguiendo los mismos parámetros de los
puntos anteriores.
C: Con lecho empacado.
1. Coloque el fluido (agua) en el contenedor(A).
2. Hacer las siguientes mediciones:1) La altura de la Superficie al contene
dor, 2) La longitud de los tubos, 3) La longitud del lecho empacado en la m
anguera.
3. Hacer las lecturas de tiempo en un solo cronometro para evitar discrepa
ncias.
4. Mídase en un vaso precipitado de 1000 mL., el volumen liberado del con
tenedor (A) hasta alcanzar los 500 mL.

8. 8
5. Repetir5 veces el experimento, siguiendo los mismos parámetros de los
puntos anteriores.
CALCULOS Y RESULTADOS:

9. 9
ANÁLISIS:
Se realizó el experimento con 5 pruebas realizadas en el tubo sin lecho se
puede reflejar que existe una variación entre estas mismas,la cual podría
ser causada por diferentes factores en el sistemapero cabe resaltar que
esos se podrían incluir en un rango de acuerdo a su tiempo el cual también
varió en mínimos dígitos; entre lo más destacado esta la variación de
presión(P), caudal (Q) y velocidad (V). Este es un flujo turbulento.
En la prueba de tubo con lecho se utilizaron alrededorde 8,830 esferas
con un volumen de 6.04399x10
-09
; al igual que el experimento pasado se
realizaron 5 pruebas pero esta vez con la cantidad mencionada, es decir,
rellenando todo el tubo de 30 cm de largo. Los resultados arrojan que
existe una diferenciamínima entre Reynolds,Presion(P),Caudal y su
velocidad (V) al igual que en sus tiempo pues varia en pocos segundos.
Este es un flujo laminar.

10. 10
En comparaciónde las tablas( tubo sin lecho- tubo con lecho) se puede
decir que existe una diferencia entre velocidad en la cual en el tubo con
lecho disminuye debido a la reducciónde volumen del tubo al insertar las
esferas,caudal el cual también disminuye en el tubo con lecho, Reynolds
el cual es diferente en los dos pues el tubo sin lecho es turbulento y el tubo
con lecho es laminar y presiónla cual es menos en el tubo sin lecho.
OBSERVACIÓNY CONCLUSIÓN
Observación
-Primero que nada observamos que pudimos reciclar todo los materiales
de la prácticade Bernoulli.
-Aquí tuvimos un problemacon el vernier, ya que no podíamos medircon
exactitud el diámetro de la plastilina moldeable,que está compuesto por
muchas esferas suaves con pegamento.
-A que pudimos medir con exactitud el diámetro de las esferas de la
plastilina moldeable,vimos que no todas eran del mismo tamaño, así que
calculamos un promedio que fue utilizado en los cálculos.
-Aunque siguieron las fugas como fue mencionado en la práctica anterior.
-No dejaba de tirar agua, ya que la plastilina moldeable,funcionaba como
una esponja, junto con el filtro que pusimos al final de la manguera.
Conclusión
Que los valores en si no debían variar pero el gran factorhumano siempre
vigente, y también que la velocidad es reducida considerablemente a
diferenciadel Bernoulli, ya que aumenta la presión y cambia la dirección
del flujo de agua, haciendo que el flujo salga con mucho menor velocidad y
diferente presióna la que deberíasalir sin algún obstáculo .

11. 11
BIBLIOGRAFÍA:
Mecánica de fluidos Robert L.Mott. 6ta edición, cap.6 , 7 y 10.
Fenómenos de transporte R.B Bird W.E. Stewart E.N. Lightfoot 4ta edición
http://www.lawebdefisica.com/dicc/bernoulli/
http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-145.htm