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BOMBAS
Las bombas son máquinas en las cuales se produce una transformación de la
energía mecánica en energía hidráulica (velocidad y presión) comunicada al fluido
que circula por ellas. Las bombas se emplean para bombear toda clase de líquidos,
(agua, aceites de lubricación, combustibles ácidos, líquidos alimenticios, cerveza,
leche, etc.), éste grupo constituyen el grupo importante de las bombas sanitaria.
También se emplean las bombas para bombear los líquidos espesos con sólidos en
suspensión, como pastas de papel, melazas, fangos, desperdicios, etc.
Bombas de desplazamiento positivo o volumétrico. Este tipo de bombas se utilizan
para bombear fluidos con una elevada viscosidad o en sistemas de alta presión de
operación. Dentro de esta categoría se subdividen en alternativas y rotativas. Se
pueden clasificar en:
Bombas alternativas.
Estas bombas pueden ser
accionadas con un pistón o
émbolo, o mediante una membrana
(conocidas como bombas de
diafragma). Las bombas de pistón
se suelen utilizar para fluidos
incompresibles y puede bombear
los fluidos a alta presión. Mientras
que las bombas de membrana
pueden aspirar sin estar la tubería
completamente llena. Además, son
resistentes a la corrosión debido a
que la parte en contacto con el fluido (la membrana en forma de disco) suele ser de
plástico, caucho o metal.
Bombas rotativas.
Estas bombas fuerzan el movimiento del líquido mediante
giros en cavidades internas. Son especialmente utilizadas
en líquidos viscosos y de alta presión. Las más comunes
son las peristálticas y de caracol.
Turbos bombas
O también llamadas bombas roto dinámicas o
dinámicas. Es una maquinaria hidráulica que cede la
energía del fluido mediante la variación de la energía
cinética producida en el impulsor o rodete. Este tipo
de bombas se pueden subdividir de diversas maneras
dependiendo de la posición del eje de rotación, de la
Bomba peristáltica
Funcionamiento de las bombas de diafragma
simple (derecha) y doble (izquierda)
Bomba centrífuga

dirección del flujo, por el diseño de coraza o por la succión. Pero las bombas más
utilizadas son las centrífugas. Estas bombas pueden movilizar los fluidos de manera
uniforme y sin interrupciones, soportan altas temperaturas de operación y son
bastante económicas, aunque no funcionan bien con fluidos de alta viscosidad.
Abreviaciones
Para la fácil lectura de los diagramas, se ha abreviado el nombre de las bombas
mediante el código siguiente:
A - B - C
Donde:
A: indica que el equipo es una bomba y por lo tanto en todos los casos A
corresponderá a P.
B: Corresponde al área donde se encuentra situada (de 100 a 1500).
C: Referencia a si se ha designado una bomba extra para posibles averías
(abreviado como A/B).
Tipos de bombas por forma de trabajo
Bombas centrífugas
La bomba centrífuga es una de las más utilizada para las labores del
hogar. Sirve para impulsar fluidos a través de un proceso de
transformación de energía mecánica en energía cinética. Está
diseñada con un impulsor, por el cual pasa el líquido. Debido al
diseño de este tipo de bomba (cilíndrica) el líquido se mueve a través
de tuberías para llegar al siguiente impulsor. Se basan en la “Ecuación de Euler”
una teoría o ley que regula la tensión sobre una correa. Estos diferentes tipos de
bombas se clasifican de acuerdo a:
 Dirección de flujo, que puede ser radial, axial y mixto
 La posición del eje, el cual puede ser rotatorio en sentido vertical, horizontal
o inclinado
 Diseño de la bomba y turbina
 Tipo de estructura de la coraza que puede ser: axial o radialmente bipartidas
 Al nivel de succión: ser sencillo o doble
Bombas rotatorias
Este es otro tipo de bombas, que se caracteriza por tener una
caja fija repleta de: engranajes, aspas, pistones, levas, entre
otras piezas. A diferencia de las bombas centrífugas, éstas no
impulsan el líquido. sino que genera una descarga de flujo
continúa. Este modelo se usa para fluido viscosos como: aceites,

combustibles y similares. Sin embargo, no se limitan únicamente a estos líquidos,
porque también se pueden usar con agua. Los diferentes tipos de bombas rotatorias
se clasifican en base a los siguientes aspectos:
Bombas de leva y pistones. Tienen bombas de leva y pistones que se caracterizan
por tener un brazo con ranuras en su superficie llamado “excéntrico”. Esta toma el
líquido y lo mantiene en la caja gracias al nivel rotatorio de la flecha. A medida que
el fluido está rotando, la fuerza que soporta la caja, a través de la ranura es enviada
hasta llegar a la salida de la bomba.
Engranes externos. Al separarse los dientes del engranaje se crea un espacio
entre ellos, que es llenado por el líquido en cuestión. Se caracteriza porque el fluido
es guiado suavemente por toda la trayectoria con una velocidad proporcional con la
que giran las ruedas dentadas (engranajes).
Bombas recíprocas o autocebantes
Una bomba recíproca realiza desplazamientos
positivos. Esto ocurre debido a que recibe un continuo
flujo de líquido bajo un modelo de succión. Este es
comprimido bajo presión de descarga, para luego ser
expulsado a través de una válvula. Estas bombas se
caracterizan por tener un movimiento largo y alterno
entre los pistones, el émbolo y el diafragma. Dentro de
las ventajas de utilizar este tipo de bombas recíprocas,
destacan: la excelente gestión de fluidos viscosos y
que no permiten la presencia de gas líquido y además
ser son altamente eficientes en flujos de alta y baja
presión. También, son consideradas bombas
autocebante, de fácil mantenimiento y duraderas.
Mantenimiento de bombas
inspecciones de mantenimiento
El programa de mantenimiento incluye los
siguientes tipos de inspecciones:
• Mantenimiento de rutina
• Inspecciones de rutina
• Inspecciones trimestrales
• Inspecciones anuales
Acorte los intervalos de inspección adecuadamente si el fluido bombeado es
abrasivo o corrosivo, o si el entorno está clasificado como potencialmente explosivo.

Mantenimiento de rutina
Realice las siguientes tareas
cuando lleve a cabo el
mantenimiento de rutina:
• Lubrique los cojinetes.
• Inspeccione él.
Inspecciones de rutina
Realice las siguientes tareas
cuando compruebe la bomba
durante las inspecciones de
rutina:
• Controle el nivel y el estado del
aceite a través del visor de vidrio
de la caja de rodamientos.
• Controle los ruidos inusuales, la vibración y las temperaturas de los rodamientos.
• Controle si la bomba y las tuberías tienen fugas.
• Analice la vibración.
• Inspeccione la presión de descarga.
• Inspeccione la temperatura.
• Controle si la cámara de sellado y los prensaestopas tienen fugas.
• Asegúrese de que no haya fugas en el sello mecánico.
• Ajuste o reemplace la empaquetadura en la caja de empaque si observa fugas
excesivas.
Inspecciones trimestrales
Realice las siguientes tareas cada tres meses:
• Controle que la base y los pernos de sujeción estén ajustados.
• Controle el sello mecánico si la bomba estuvo sin funcionar y reemplácelo si es
necesario.
• Cambie el aceite cada tres meses (2000 horas de funcionamiento) como mínimo.
• Cambie el aceite con más frecuencia si hay condiciones atmosféricas adversas u
otras condiciones que puedan contaminar o descomponer el aceite.

• Controle el alineamiento del eje y vuelva a alinearlo si es necesario.
Inspecciones anuales
Realice las siguientes inspecciones una vez al año:
• Controle la capacidad de la bomba.
• Controle la presión de la bomba.
• Controle la potencia de la bomba.
• Inspeccione todos los tapones y sellos en el extremo de alimentación.
ACCESORIOS (TUBOS, VALVULA).
En este apartado se contemplan los accesorios necesarios en el proceso. Estos se
dividen en accesorios para la unión de las tuberías con los equipos o con otros
conductos y los accesorios dedicados a facilitar la operatividad de la planta y sus
equipos.
TUBERIA
Una Tubería es un conducto que cumple la función de transportar agua u otros
fluidos. Se suele elaborar con materiales muy diversos. También sirven para
transportar materiales que, si bien no son propiamente un fluido, se adecuan a este
sistema: hormigón, cemento, cereales, documentos en capsulados, etcétera.
Tubería Hidráulica: Las tuberías Hidráulicas se utilizan generalmente en la
ingeniería civil, para transportar líquidos o aire.
Tubería Estructural: Las tuberías estructurales rectangular hierro y acero
galvanizado presentan mejoras significativas que redundan en beneficio del usuario,
tales como el ahorro de soldaduras para hacer cajas, facilidad de instalación y
ahorros significativos en tiempo.
Fluido
Un fluido es todo cuerpo que tiene la propiedad de fluir, y carece de rigidez y
elasticidad, y en consecuencia cede inmediatamente a cualquier fuerza tendente a
alterar su forma y adoptando así la forma del recipiente que lo contiene. Los fluidos
pueden ser líquidos o gases según la diferente intensidad de las fuerzas de
cohesión existentes entre sus moléculas. En los líquidos, las fuerzas
intermoleculares permiten que las partículas se muevan libremente, aunque
mantienen enlaces latentes que hacen que las sustancias en este estado presenten
volumen constante o fijo. Cuando se vierte un líquido a un recipiente, el líquido
ocupará el volumen parcial o igual al volumen del recipiente sin importar la forma de
este último. Los líquidos son incompresibles debido a que su volumen no disminuye
al ejercerle fuerzas muy grandes.

¿Cuál es la diferencia entre un sólido y un fluido?
Solido: Mantiene su forma.
Fluido: Debidoa que su resistencia al esfuerzo cortante es muy baja, puede cambiar
de forma constantemente.
Tipo de Tuberías
Tubos de Acero: Las tuberías de acero se clasifican en 3 formas de fabricación.
Acero Sin Costura (sin soldadura). La tubería es un lingote cilíndrico que se calienta
en un horno antes de la extrusión. En la extrusión se hace pasar por un dado
cilíndrico y posteriormente se hace el agujero mediante un penetrador. Este tipo de
tubería tiene gran resistencia a la presión gracias a su homogeneidad en todas sus
direcciones. Con costura longitudinal. Se parte de una lámina de chapa, la cual se
dobla para darle forma a la tubería. La soldadura que une los extremos de la chapa
doblada cierra el cilindro. Variando la separación entre los rodillos se obtienen
diferentes curvas y con ello diferentes diámetros de tubería. Esta soldadura será la
parte más débil de la tubería y marcará la tensión máxima admisible. Con soldadura
helicoidal (o en espiral).
Tubos de acero galvanizado: La tubería de acero galvanizado es una tubería de
acero añadiendo que se somete a un proceso de galvanizado interior y
exteriormente. Existen con costura y sin costura se utiliza para transportar agua
potable, gases y aceites.
Tubos de Hierro fundido: Una tubería de hierro fundido se fabrica mediante una
colada en un molde o mediante inyección del hierro fundido en un proceso llamado
fundición, en el cual la tubería sale sin costura.
Tubos fibrocemento: Las tuberías de fibrocemento comenzaron a utilizarse en
1960-1970 ampliamente tanto en sistemas de abastecimiento de agua potable como
en sistemas de riego por presión.
Tubos de Hormigón: La tubería de cemento, hormigón u hormigón armado son
eficaz, económica y ecológica para redes hidráulicas que trabajan en régimen libre
o en baja presión.
Tubos de material Plástico (PVC): La tubería de plástico se utiliza usualmente en
la construcción de obra civil ya que puede ser utilizada para suministrar o drenar
fluidos, como son los desechos de todo tipo y agua, también como tubería de
ventilación. Entre los diferentes tipos de tubería de plástico, se encuentran las que
han sido manufacturadas con PVC, y son utilizadas para suministrar y drenar agua.
Como son de un material filmable no son aptas para contener líquidos que se
demuestran con temperaturas muy altas.

Selección de las tuberías
La selección de las tuberías viene dada a partir de las características del proceso y
de los fluidos utilizados. Para podes diseñar esta red de conexiones es necesario
tener en cuenta unos factores que son importantes en la elección de los materiales
y el tamaño. Estos factores se detallan a continuación:
 Corrosión: Se tiene que tener en cuenta que si se trabaja con fluidos
corrosivos que puedan desgastar el material. Siempre que sea posible se
escogerá un material que tenga una pérdida de espesor inferior a un
milímetro por año. Este factor se tendrá en cuenta al escoger el material de
las tuberías.
 Presión: Siempre se tiene que diseñar las tuberías con la capacidad de
soportar presiones superiores a la presión de operación para evitar posibles
accidentes.
 Temperatura: El diseño de las tuberías se determina con la condición de que
aguante temperaturas superiores e inferiores a la temperatura de operación
para evitar accidentes. Hay que tener en cuenta que, según el material, la
tubería se puede dilatar y puede ser necesario el uso de fuelles y liras de
dilatación para no forzar el sistema.
 Precio: Una parte muy potente a tener en cuenta es el precio de los
materiales. Siempre se tendrá en cuenta la mejor relación calidad-precio y
que sea compatible con las condiciones de operación.
La presión y la temperatura se tendrán en cuenta a la hora de escoger los materiales
de las tuberías, en la elección del Schedule para el diámetro de las tuberías y en el
tipo de aislante a utilizar.
VÁLVULAS
Las válvulas son dispositivos mecánicos utilizados para controlar los fluidos en un
sistema de tuberías. Actúan abriendo, cerrando u obturando parcialmente el flujo
del fluido. Los tipos principales de válvulas industriales sé que clasifican de la
siguiente forma:
 Aislamiento: Interrumpen totalmente el flujo.
 Retención: Imposibilitan el retorno del fluido.
 Regulación: Modifican el flujo en cuanto a cantidad, desviarlo, mezclarlo o
accionarlo de forma automática.
 Seguridad: Se utilizan para proteger equipos y personal contra la sobre
presión.

Tipos de válvulas
Válvulas de aislamiento
Las válvulas de aislamiento, como se ha mencionado anteriormente, interrumpen
totalmente el flujo del fluido, siendo pues de todo o nada. Este tipo de válvula es
también llamada válvula de cierre, interrupción o bloqueo. Estas pueden ser de
funcionamiento lineal o rotatorio.
Válvulas de aislamiento lineal: Este tipo de válvula se caracteriza por un cierre de
movimiento vertical, con apertura y cierre lentos con un volante multivuelta. Se
utilizan principalmente para fluidos compresibles como vapores y condensados con
el fin de que el cierre lento no provoque fenómenos hidráulicos que puedan dañar
el sistema y la válvula. Debido a que la mayoría de las corrientes son en estado gas,
se utilizará válvulas especiales para gases como estas. En este caso, dentro de los
diversos tipos de válvulas de aislamiento lineal, la utilizada será la válvula de globo,
también llamada de asiento.
Válvulas de aislamiento rotatorio: Las válvulas rotatorias se caracterizan por un
cierre y apertura rápidos de forma rotatoria en 90°. Se utilizan en fluidos no
compresibles en estado líquido y a presiones de trabajo bajas.
Válvulas de retención
Las válvulas de retención se accionan por la propia presión del fluido permitiendo
su paso, pero no su retroceso. Son válvulas unidireccionales que abren en una
dirección, pero cierran en la otra. En este proyecto se usarán las válvulas de disco.
Válvulas de regulación
También llamadas válvulas de control, las válvulas de regulación son aquellas que
modifican el flujo del sistema. Estas pueden ser utilizadas para modificar la presión
del fluido mediante reducciones o expansiones de las condiciones del fluido, pueden
mezclar corrientes o separar una corriente en dos (3 vías), o puede estar enlazadas
a un sensor y actuar según el valor un parámetro del proceso (PID). En este proceso
se han utilizado una válvula de expansión situada en la línea de recirculados.
Válvulas de seguridad
Las válvulas de seguridad son dispositivos empleados para evacuar el caudal del
fluido necesario de tal forma que no sobrepase la presión máxima definida para el
equipo o recipiente. Estas válvulas, también conocidas como válvulas de alivio de
presión, son accionadas por el fluido que previene la sobre presión en los
recipientes presurizados, líneas y otros equipos. Suelen estar diseñadas en ángulo
de 90° para facilitar la evacuación del fluido del sistema. Por lo tanto, se situarán en
los recientes o equipos a presión para evitar sobrepresiones.

Accesorios de cambio de flujo
Para regular y variar el flujo que circula por las tuberías no solo se usarán válvulas
o equipos como bombas o compresores. Por ejemplo, Si el cambio a efectuar es
bastante pequeño es más económico el uso de accesorios como reductores para
hacer variar la velocidad del flujo. En el caso de variar la dirección del fluido sin
cambiar las condiciones de este se utilizarán accesorios de unión de tuberías como
los codos, los tés o las cruces.
Reducciones: son accesorios en forma de cono
destinados a reducir el diámetro de la tubería y
consecuentemente disminuir el caudal aumentando la
velocidad. En general se utilizará las reducciones
excéntricas para las reducciones en tuberías de vapores
que puedan generar condensados. De esa manera se
evitará crear volúmenes muertos en las tuberías o que las bombas caviten.
Codos: son accesorios en forma curvada que se utilizan para
variar la dirección que toman las líneas de las tuberías. Estos
pueden tener diferentes ángulos según la dirección a establecer
(90°, 45° o 180°). l codo 90° de PVC C-40, es un accesorio
diseñado para la unión de tubería destinada para aplicaciones
domésticas y semi industriales como riego, albercas y tinas de hidromasaje; resiste
fluidos con una temperatura máxima de 30 °C.
Tés: Accesorios en forma de T como indica su nombre, utilizadas para las
uniones entre tres tuberías y su función es la de combinar o dispersar el
flujo de un fluido. Estas pueden ser del mismo tamaño o reductibles.
Cruces: Es un accesorio en forma de X como dice su nombre, que se
utiliza para unir cuatro tuberías.
Valonas: accesorios utilizados como topes para las bridas. Se sueldan en
los bordes de las tuberías para evitar que la brida se salga.
La velocidad del flujo de gas que atraviesa el lecho define el tipo de lecho. Si la
velocidad del aire es menor a la velocidad de arrastre o sustentación, se lo
denomina lecho empacado, porque sus partículas se mantienen en reposo.
LECHOS EMPACADOS
El lecho empacado es un sistema termodinámico compacto,
atravesado por un flujo de gas. Este sistema termodinámico se
conforma de partículas sólidas, con propiedades físicas y
químicas similares. Si la velocidad del aire es menor a la
velocidad de arrastre o sustentación, se lo denomina lecho
empacado, porque sus partículas se mantienen en reposo. El

modelo para determinar la magnitud de la transferencia de calor global en lechos
empacados sujetos a gases fluyendo, es aquel que incorpora la conducción axial,
la transmisión de calor entre la cama y el gas fluyente, y el efecto de transmisión en
la conducción.
 Usados con biocatalizadores inmóviles o en forma de partículas.
 Normalmente un tubo vertical empacado con partículas de catalizador.
 Se puede alimentar de cultivo tanto por la parte superior como inferior de la
columna.
 Forma una fase liquida continua entre las partículas.
 Su desgaste de sus partículas es menor.
El lecho empacado es un sistema termodinámico compacto, atravesado por un flujo
de gas. Este sistema termodinámico se conforma de partículas sólidas, con
propiedades físicas y químicas similares.
El flujo de gas, a través del lecho empacado es relevante en los procesos
industriales, que realizan transferencia y almacenamiento de energía térmica. Estos
sistemas, empiezan con una temperatura inicial, posteriormente, en el proceso de
transferencia de calor entre el lecho y el gas dará como resultado la variación de la
temperatura en el lecho. Los lechos empacados son sistemas térmicos que tienen
varias aplicaciones: Industriales, agrícolas, filtración, etc.
Clasificación de los lechos empacados, por su conformación estructural
Los lechos empacados se clasifican de acuerdo a las características físicas en:
• Lechos empacados rellenos
• Lechos empacados porosos
Lecho empacado relleno.
Este tipo de lecho se conforma de
partículas sólidas, homogéneas, por
ejemplo: pilas de rocas, filtros de
arena, cigarrillos, columnas de
absorción. Las columnas de absorción
se rellenan normalmente con objetos
cerámicos, de plástico o metálicos de
formas especiales; tales como: anillos
que tienen una gran área superficial y
una elevada fracción de huecos; por
tanto, presentan una baja resistencia
al flujo.

Lecho empacado poroso
Este tipo de lecho se conforma con
materiales porosos, similares a las
estructuras preparadas; tales como:
partículas de alúmina sinterizadas,
esponjas de espuma de poliuretano,
colchones .de espuma de caucho,
etc.
Métodos indirectos alternativos
para determinar la longitud
característica de las partículas del
lecho empacado.
El método consiste en pesar una
cantidad conocida de partículas;
luego se obtiene el volumen total al
granel de esta cantidad de partículas en consecuencia se obtiene el diámetro
promedio por deducción geométrica. La técnica de desplazamiento del fluido para
encontrar el volumen de masa de una cantidad de partículas se describe a
continuación: En un recipiente lleno con liquido no volátil se vierten las partículas y
el volumen del líquido desalojado, representa el volumen de las partículas en el
recipiente, excepto en el caso de que las partículas sean porosas o tengan gran
poder de absorción.
Características
En los lechos empacados los fluidos pasan a través de canales perdiendo energía
la cual se manifiesta en forma de una caída de presión. Existen varias expresiones
para determinar las pérdidas de presión a través de un lecho empacado cuando las
partículas permanecen inmóviles, es decir, no ha llegado al punto de un lecho
fluidizado. Las expresiones que pueden ser tomadas en cuenta son:
 Las partículas están dispersas al azar.
 Los efectos de rugosidad son despreciables.
 Todas las partículas tienen el mismo tamaño y forma.
 Los efectos de la pared son despreciables.
 El radio hidráulico medio tiene en cuenta las variaciones de la sección
transversal
 El frotamiento total por unidad de área de la pared es igual a la suma de las
siguientes dos fuerzas
 Fuerzas por frotamiento viscoso
 Fuerzas por inercia

las expresiones utilizadas para determinar la caída de presión a través de un lecho
son:
∆𝑃
𝐿
=
150 (1−𝜀)2
𝜀3
𝜇𝑣
(𝜙𝐷𝑝)
2 +
1.75(1−𝜀)
𝜀
𝜌𝑔𝑎𝑠 𝑣2
𝜙𝐷𝑝
Ecuación de Ergún
En este punto es conveniente aclarar que:
 la porosidad se define como:
𝜀 =
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑒𝑐𝑜𝑠
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (ℎ𝑢𝑒𝑐𝑜𝑠 + 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠)
Si Re<20 entonces:
∆𝑃
𝐿
gc =
150(1−𝜀)2
𝜀3
𝜇𝑣
(𝜙𝐷𝑝 )
2 Ecuación de Koseny Carman
Si Re>1000
∆𝑃
𝐿
=
1.75(1−𝜀)
𝜀
𝜌𝑔𝑎𝑠 𝑣2
𝜙𝐷𝑝
Ecuación de Blake Plumer
Se puede notar que la ecuación de Ergún es la suma de las dos ecuaciones
anteriores. La ecuación de Ergún es válida para un estado de transición entre un
Reynolds mayor a 20 y menor a 1000. En estos casos se incluye un término DP el
cual es utilizado para referirse al diámetro de la partícula en dado caso de que esta
no se trate de una partícula esférica. La manera más útil para caracterizar la medida
de las partículas, la cual en varios casos se trata de partículas irregulares en su
forma y tamaño, es la esfericidad. Levenspiel definió la esfericidad como:
𝜙 = (
𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 · 𝑒𝑠𝑓𝑒𝑟𝑎
𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 · 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎
)
𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛
Para obtener el volumen de una esfera es claro que obtener su volumen era sencillo,
ya que la único que se debe tomar en cuenta es el diámetro de la esfera. Pero al
momento de calcular el volumen de una figura irregular esto se complica. Cuando
se tiene partículas con formas irregulares.
1. Para partículas grandes(d>1mm)
Trabajando con un número conocido de partículas, al igual que conociendo su
densidad, se puede conseguir su volumen ya que conocemos que la densidad es la
relación entre la masa y el volumen. Así que conociendo la masa y la densidad
concluimos que:
𝑉 =
𝑚
𝜌

Y asumiendo un diámetro de esfera equivalente al de la partícula se obtiene dicho
diámetro equivalente:
𝑑 = √
6𝑉
𝜋
3
Donde V es el volumen y d el diámetro de la partícula.
A partir de estas medidas se calcula en primer lugar el diámetro equivalente de la
esfera, definido como el diámetro de la esfera que tiene el mismo volumen de la
partícula.
𝑑𝑒𝑠𝑓 = √
6𝑉
𝜋
3
Entonces el diámetro de la partícula se define por la siguiente ecuación:
𝑑𝑝 = 𝜙 ∗ 𝑑𝑒𝑠𝑓
Usos de los lechos empacados.
Los principales usos para este tipo de equipos son en las industrias químicas al
tratarse de procesos donde se lleve a cabo la transferencia de masa. Estos tienen
sus mayores aplicaciones en los procesos de:
 Destilación
 Absorción de gases
 Extracción de líquido-liquido
Un detalle importante para el uso de lechos empacados es que el empaque debe
ser completamente inerte con respecto a los fluidos que se procesan. Pueden ser
fabricado de cerámica, metales y plásticos, cada uno tiene su campo de aplicación.
Son utilizados para aumentar el área de contacto entre fluidos y, así, aumentar su
eficiencia. Las columnas empacadas no son utilizadas cuando los fluidos viajan a
baja velocidad. También tienen preferencia sobre las columnas de platos cuando se
utilizan fluidos corrosivos.
Flujo en lechos fluidizado
Un lecho fluidizado o lecho fluido es un fenómeno físico que ocurre cuando una
cantidad de una sustancia sólida particulada se coloca en condiciones apropiadas
para hacer que una mezcla sólida / fluido se comporte como un fluido. La fluidización
es un atractivo método para secar muchos polvos o productos granulares húmedos.
Cuando un fluido corre hacia arriba por un lecho empacado de partículas a bajas
velocidades, las partículas permanecen estacionarias. Al aumentar la velocidad del
fluido, la caída de presión aumenta de acuerdo con la ecuación de Ergún. Si sigue
aumentando la velocidad, llegará un momento en que la fuerza de la caída de

presión por el área de corte transversal iguale a la fuerza gravitatoria sobre la masa
de las partículas. Entonces las partículas empezarán a moverse, y éste es el
principio de la fluidización, o fluidización mínima. La velocidad del fluido a la cual
empieza la fluidización es la velocidad de fluidización mínima v’,f en m/s, basada en
el corte transversal de la torre vacía (velocidad superficial).
La relación entre la altura L del lecho y la porosidad E es como se indica para un
lecho que tiene un área de corte transversal uniforme A. Puesto que el volumen LA(l
- E) es igual al volumen total de los sólidos como si formaran una pieza,
donde L, es la altura del lecho con porosidad s1 y L2 es la
altura con porosidad ~2. Por lo tanto,
Puesto que muchas veces se tienen partículas de forma
irregular en el lecho, es más conveniente el tamaño de
partícula y el factor de forma en las ecuaciones. Primero
se sustituye el diámetro medio efectivo Dp por el término
0sDpdonde Dp ahora representa el tamaño de partícula
de una esfera que tiene el mismo volumen que la partícula
y I$~ es el factor de forma. Muchas veces el valor de Dp
se aproxima usando el tamaño nominal obtenido en un análisis de criba. Entonces
la ecuación para la caída de presión en un lecho empacado se convierte en:
donde ∆L = L longitud del lecho en m.
La ecuación ahora puede usarse mediante
una pequeña extrapolación para los lechos
empacados a fin de calcular la velocidad
mínima de fluidización v’mfa la cual empieza
la fluidización, sustituyendo vfmfp por v’, E por smfy L por L smfy, y combinando el
resultado con la ecuación para dar:
Si definimos el número de Reynolds
como: la ecuación se convierte en:

Al sustituir en la ecuación, se obtiene la siguiente
ecuación simplificada.
Esta ecuación es válida para un
intervalo de números de Reynolds de entre 0.001 y 4000, con una desviación
promedio de ±25%.
Si la velocidad del aire es mayor que la velocidad de
arrastre, las partículas salen del reposo y el lecho se
denomina lecho fluidizado.
 Su operación en basada en un flujo ascendente
pasando por el lecho empacado de partículas de
tamaño y densidad especificas el cuales se expande
debido al movimiento ascendente de las partículas.
 Se utiliza en el tratamiento de residuos
generalmente con arena o material que soporte la
mezcla de las poblaciones microbianas.
 Se utiliza en procesos de fabricación de cerveza o
producción de vinagre por medio de organismos
floculantes.
Fluidización
En el inicio de la fluidificación, la fuerza de gravedad iguala a la caída de presión
Substituyendo en la ecuación de Ergún
Multiplicando

Reemplazando Ref = ρ VsfDp/µ
Velocidad de inundación en lechos empacados
La velocidad del flujo límite, es la carga de inundación. La fase gaseosa no puede
tener una velocidad cualquiera, tiene un máximo que es la velocidad de inundación.
Esta velocidad es la velocidad del flujo de gas que tiende a un límite superior. Hay
que tener en cuenta ya que si se trabaja a velocidades extremadamente altas puede
provocar una inundación en la columna, de esta forma se suele trabajar con una
velocidad sobre un valor del 50% de la velocidad de inundación.
Las velocidades másicas del gas y del líquido influyen sobre la altura necesariadel
relleno de tal manera que al aumentar esta velocidad disminuye la alturanecesaria
de relleno. Por este motivo se debería trabajar con las velocidadesmáximas siempre
y cuando no sea un problema importante el gasto económicoque producen las
pérdidas de presión.
El cálculo de la velocidad de inundación se realiza a partir del gráfico de Lobo,en el
eje de abscisas se representa:

I en el eje de las ordenadas
Dónde: L = Velocidad másica del líquido (kg/m 2 h)
G = velocidad másica del gas (kg/m 2 h).
ρG, ρL = densidad del gas y del líquido (Kg/m 3)
µL = viscosidad del líquido (centipoises).
G = aceleración de l G = aceleración de la gravedad (1,27·108 m/h a gravedad
(1,27·108 m/h2).
V = velocidad lineal del gas (m/s).
ap./Є3 = superficie específica de relleno (m2 /m3), sus valores son conocidos según
los diferentes tipos de relleno.

https://ddd.uab.cat/pub/tfg/2018/199195/TFG_MOA_part04.pdf
https://ddd.uab.cat/pub/tfg/2016/148700/TFG_VamIndustry_v04.pdf
https://hidrocucuta.com/tipos-de-valvulas-clasificacion-y-sus-funciones/
https://www.caloryfrio.com/sanitarios/tuberias-accesorios/que-es-una-valvula-y-
para-que-sirve.html
https://intech-
gmbh.es/pipelines_calc_and_select/#:~:text=Habitualmente%2C%20la%20selecci
%C3%B3n%20de%20tubos,y%20los%20gastos%20en%20operaci%C3%B3n.
http://www.lis.edu.es/uploads/9a1e3fcb_8a38_4e17_accc_8a6bcf97ae14.pdf
https://www.academia.edu/31106669/Tuberias_y_sus_Aplicaciones
https://es.scribd.com/presentation/380621357/Lechos-Empacados#download
https://es.scribd.com/document/360032283/LECHOS-EMPACADOS
https://dokumen.tips/documents/lecho-fluidiado.html
Tuberías, Accesorios, Bombas y Compresores, Producción de ácido
fórmico, Curso 2015-2016, Tutor: RafaelBosch, libro: TFG_AFOR_v04.

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