Lechos empacados

1. Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico de Mexicali
Laboratorio Integral 1
Ingeniería Química
Alumnos:
Arteaga Valenzuela Kenya
García Badillo Kurt Michael Henry
Inzunza Sánchez Azarael de Jesús
Miguel Rosas Dania Janet
Rivera Solorio Jovany Sarahy
Profesor: Norman Edilberto Rivera Pazos
Tema: Columna de Relleno
Mexicali, Baja California a 27 de Septiembre del 2017

2. 2
Índice
Marco Teórico………………………………………………. 3 - 4
Materiales y Equipo…………………………………………. 5
Procedimiento………………………………………………… 5 - 6
Resultados…………………………………………………… 6 - 8
Análisis de Resultados……………………………………. 9
Conclusiones………………………………………………….. 9

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- Marco teórico
Las torres empacadas ocupan un lugar destacado en las industrias de
trasformación fisicoquímica, ya que juegan un papel fundamental en las
operaciones de transferencia de masa y de calor que requieren el contacto directo
entre las fases inmiscibles. Una unidad de torre empacada básica se compone de
una envoltura de la columna, eliminadores de rocío, distribuidores de líquido,
material de empaque, soporte del empaque y puede incluir un retenedor del
empaque. Cuando se utilizan solventes o gases altamente corrosivos, para los
interiores de la columna se requieren de aleaciones resistentes a la corrosión o
materiales plásticos.
Principales aplicaciones
 Remoción de contaminantes del aire, eliminación de olores.
 Absorción de dióxido de carbono- en control de emisiones y en el proceso
solvey.
 Absorción en procesos de producción de Ácido Nítrico, sulfúrico, cloro.
Desorción de carbonatación de agua, despojamiento de amoníaco.
 Destilación Rectificación al vacío de crudo Extracción líquido-Líquido.
 Recuperación de compuestos orgánicos de corrientes acuosas
 Des humidificación Desalinización de agua Enfriamiento Plantas térmicas Y
nucleares Enfriamiento de cloro gaseoso
La absorción se refiere a la transferencia física de un soluto de la fase gaseosa a
la fase líquida. Generalmente, el soluto entra en la columna en un gas que es
insoluble o sólo ligeramente soluble en la fase líquida. Mientras que algunos dela
fase líquida pueden ser vaporizado en la fase de gas, esto es incidental para la
operación de absorción. El soluto absorbido puede formar una solución simple en
la fase líquida, o puede reaccionar químicamente con un componente en la fase
líquida.

4. 4

5. 5
- Material y equipo
Cantidad Material Características
2 Soporte universal
1 Bomba Sumergible
1 Pinzas de Crisol
1 Manguera Trasparente
1 Perlas de Ebullición
1 Probeta
1 Cuba
1 Vaso precipitado 1 litro
- Procedimiento
1.- En una cuba se coloca la bomba sumergible con agua.
2.-Con ayuda de los soportes y las pinzas se sostiene la manguera de manera
recta, con un extremo conectado a la bomba y con el otro en la probeta, la cual
nos ayudó en la medición de tiempo y así saber el caudal.
3.-Se enciende la bomba y se comienza a llenar la probeta, desde el momento en
que cae agua se comienza a tomar el tiempo, hasta que se llegue a cierto punto
de referencia.
4.- Se repite el procedimiento en varias ocasiones, y después se cambia la altura
de la manguera obteniendo solo un punto más alto.
5.- Al terminar la práctica se deja el área limpia y ordenada.

6. 6
- Procedimiento con Relleno
1.- Se repite lo anterior, pero en esta ocasión se colocaron dentro de la manguera
las perlas de ebullición, las cuales cubrieron 17 cm de longitud.
3.-Para evitar que se salieran con el agua se colocó al final de la manguera la
malla metálica y se ajustó con la liga elástica.
4.- Se repite lo el llenado de la probeta tomando el tiempo y la alturas sin relleno
para así obtener las comparaciones.
5.- Al terminar se deja todo el lugar y material limpio y en orden.
- Resultados
 Sin relleno
# Prueba Altura (cm) Tiempo (s)
1 11 4.51
2 16 4.76
3 22 5.22
4 32 5.41
5 41 5.82
 Con relleno
# Prueba Altura (cm) Tiempo (s)
1 22 5.2
2 32 5.45
3 41 6.09
4 50 6.41
5 59 6.73
6 70 7.43
7 76 8.36

7. 7
- Datos:
𝑨𝒓𝒆𝒂 𝒅𝒆 𝑬𝒔𝒇𝒆𝒓𝒂𝒔 = 9.331310 𝑋 10−5
𝑚2
# 𝒅𝒆 𝑬𝒔𝒇𝒆𝒓𝒂𝒔 = 139
𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒅𝒆 𝑬𝒔𝒇𝒆𝒓𝒂 = 8.4759 𝑋 10−3
𝑚3
𝑫𝒊𝒂𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝑴𝒂𝒏𝒈𝒖𝒆𝒓𝒂 = 13 𝑚𝑚 = 13 𝑋 10−5
𝑚
𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 = 1.1358 𝑋 10−5
𝑚3
𝑻 = 24℃
𝑳. 𝑳𝒆𝒄𝒉𝒐 = 2.2564 𝑋 10−5
𝑚3
#𝑹𝒆 = 1280.77
𝑫𝒑 = 5.45 𝑋 10−3
𝑚
𝒓 = 2.2725 X 10−3
𝑚
𝝐 =
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝐻𝑢𝑒𝑐𝑜𝑠
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑒𝑐ℎ𝑜𝑠
= 0.4966
𝑽ₒ =
𝑣̇
𝐴
=
5.4496𝑋10−5
𝑚³/𝑠𝑒𝑔
5.3093𝑥10−4 𝑚²
= 0.1026
𝑚
𝑠𝑒𝑔
Teniendo todos los datos podemos sustituir para columna con relleno:
= 𝟏𝟔𝟐. 𝟒 𝑷𝒂
Nota: Como el volumen de cada esfera es diferente, se hizo un
promedio con los diámetros para tener un promedio.

8. 8
Sin relleno:
𝑽 =
2.2051𝑋10−4 𝑚³
𝑠𝑒𝑔
1.327𝑥10−4 𝑚²
= 1.6617
𝑚
𝑠𝑒𝑔
 𝑷 =
𝑣(8𝜇𝐿)
𝑅²
=
(1.6617)(8)(8.91𝑥10−4
)(17𝑥10−2
)
(6.5𝑥10−3)²
= 𝟒𝟕. 𝟔𝟓𝟖𝟕 𝑷𝒂
 𝑷 = 𝑃 𝑐𝑜𝑛 𝑟𝑒𝑙𝑙𝑒𝑛𝑜 – 𝑃 𝑠𝑖𝑛 𝑟𝑒𝑙𝑙𝑒𝑛𝑜 = 162.4 𝑃𝑎 − 47.6587𝑃𝑎 = 𝟏𝟏𝟒. 𝟕𝟒𝟏𝟑𝑷𝒂

9. 9
- Análisis de Resultados
Con los resultados obtenidos es posible observar que la caída de presión para un
sistema que incluye lecho empacado es mucho mayor que para un sistema donde
simplemente fluye agua por una tubería.
En comparación con los resultados obtenidos sin lecho empacado, la caída de
presión es mucho menor que cuando tenemos lecho. ¿Por qué sucede? Debido a
que sin lecho, lo único que está generando presión en la tubería es la diferencia
de alturas entre la salida de la bomba y la salida de la manguera y las pérdidas por
fricción, que en realidad fueron mínimas como se observa en las tablas 3 y 4, todo
esto multiplicado por el peso específico del fluido (agua) que no varió ya que la
temperatura se mantuvo constante a 25°C. ¿Y por qué con lecho la presión es
mayor? Cuando tenemos lecho en la tubería, las partículas están obstruyendo el
paso del flujo, y esto genera mayor presión en el fluido que intenta transportarse.
Cuando solamente está la manguera, lo único que toca al fluido son las paredes,
pero cuando ponemos cuerpos intermedios, hay mayor superficie mojada por el
fluido y mayor fricción.
- Conclusión
Con esta práctica pudimos que al agregarle un relleno a la manguera la presión
aumentaba, comparada con la que se obtuvo sin relleno.
Durante la práctica comprendimos la diferencia, al principio no creímos que
existiría un cambio notorio, pero resulto que si lo hubo, también nos dimos cuenta
que las perlas de ebullición no eran iguales, y aunque pensamos que sería un
problema, lo solucionamos obteniendo un promedio.