El documento describe un experimento sobre lechos empacados realizado por estudiantes. El objetivo era observar el cambio en la caída de presión cuando se agregan esferas en la parte inferior de una manguera. Los estudiantes midieron parámetros como velocidad, densidad y presión del agua con y sin las esferas, y calcularon valores como porosidad y número de Reynolds. Sus resultados mostraron un cambio en el flujo y la presión debido a los huecos creados por las esferas en el lecho empacado.

1. Instituto Tecnológico de Mexicali
Practica: Lechos empacados
Materia: Laboratorio integral I
Profesor: Norman Rivera Pasos
Fecha:
del 2015
Integrantes:
Amador Liera Karen Esperanza
Ceballos Soto Alexandra
García Aguilera Paulina
García Flores Víctor Emmanuel
Meza Alvarado Jair Alexis
Meza Green Leonardo Alfonso
Martínez Moreno Miroslava
Navarro Orrantia Alicia

2. Objetivo
Diseñar un experimento en el cual podamos observar el cambio en la caída de presión
cuando el sistema cuenta con un lecho empacado.
Introducción
LECHO EMPACADO
La torre o lecho empacado es un sistema de mucha utilidad en procesos industriales la
cual consiste en una columna cilíndrica que contiene una entrada de líquido y un
espacio de distribución en el fondo, una entrada de líquido y un dispositivo de
distribución en la parte superior, una salida en la parte superior, una salida de líquido
en el fondo y el empaque o relleno de la torre. El líquido entra en el espacio de
distribución que está debajo de la sección empacada y se va elevando a través de las
aberturas o intersticios del relleno, así se pone en contacto con el líquido descendente
que fluye a través de las mismas aberturas.
La forma de material que conforma este medio puede ser esférica o muy irregular.
En esta práctica ya una vez definido el lecho empacado se utilizara para medir la caída
de presión utilizando agua como fluido que se añadirá dentro del lecho empacado que
este contiene en la parte interior cuerpos de ebullición que adoptan la forma geométrica
esférica, se tomara la temperatura del líquido, la densidad, la viscosidad a esa
temperatura del líquido y el diámetro por donde saldrá el fluido del lecho empacado.
Marco teórico
Es un sistema compacto, el cual es atravesado por un flujo (líquido o gas). Este
sistema se conforma de partículas sólidas, con propiedades físicas y químicas
similares. La velocidad del flujo que atraviesa el lecho define el tipo de lecho. Si esta es
menor a la velocidad de arrastre o sustentación, se lo denomina lecho empacado,
porque sus partículas se mantienen en reposo. Los empaques incrementan la caída de
presión, en el sistema y en consecuencia, cambios en la dirección de la velocidad del

3. fluido por el efecto de las fugas. En un lecho de partículas con flujo ascendente, la
circulación de un gas o un líquido a baja velocidad no produce movimiento de las
partículas. El fluido circula por los huecos del lecho perdiendo presión. Esta caída de
presión en un lecho estacionario de sólidos viene dada por la ecuación de Ergun. La
resistencia al flujo de un fluido a través de los huecos de un lecho de sólidos es la
resultante del rozamiento total de todas las partículas del lecho. El rozamiento total por
unidad de área es igual a la suma de dos tipos de fuerza: i) fuerzas de rozamiento
viscoso y ii) fuerzas de inercia. Para explicar estos fenómenos se hacen varias
suposiciones:
a) las partículas están dispuestas al azar, sin orientaciones preferentes,
b) todas las partículas tienen el mismo tamaño y forma y
c) los efectos de pared son despreciables. La pérdida fraccional para flujo a través de
lechos rellenos puede calcularse utilizando la expresión de Ergun:
∑ 𝐹 = 150𝜇𝑢0 𝐿 𝑑 𝑝 2 𝜌 ∗ (1 − 𝜖)2 𝜖3 + 1.75𝑢0 2 𝐿 𝑑 𝑝 ∗ (1 − 𝜖) 𝜖3 Donde: 𝜌: Densidad
del fluido
𝜇: Viscosidad del fluido
dp : diámetro de partícula
L: altura de lecho. (Longitud del lecho).
𝜖: Porosidad del lecho.
u0 : velocidad superficial del fluido.
Material
Cantidad Material
2 Vasos de precipitado de
500ml
2 Soporte universal
2 Pinzas
1 Mangueras

4. canicas
Análisis
En nuestra práctica la dificultad que se nos presentó fue que los materiales no se
ajustaban bien a lo que queríamos , también a la posición de las mangueras no nos
salía el experimento , pero lo solucionamos de manera que las mangueras quedarán en
una buena posición haciendo que el fluido pasará como debía y respecto a los balines
primero utilizamos canicas y como la manguera tenía un diámetro interno muy pequeño
comparado al de la canica , el fluido pasaba con bastante dificultad, era mínimo lo que
pasaba casi nada , así que cambiamos las canicas por esferas más pequeñas, estas
fueron mejores para nosotros porque el fluido paso con menos dificultad dándonos
unos mejores resultados
Cálculos
Volumen de huecos = volumen sin relleno – volúmenes de los sistemas
Volumen de huecos = (1.5m x 0.0001 m2) – (1.31 x 10-7 m3)
Volumen de huecos = 1.47x10-7m3
Superficie mojada = (superficie de las esferas x número de esferas) + interior del tubo
Superficie mojada = (1.2x10-7 x 20) + .036m2
Superficie mojada = 0.036
E= Volumen de huecos / Volumen de tubería sin relleno
E= .93
Pared del interior del tubo = 2d x L
Pared interior del tubo = .001m2
Rh= 0.93/0.036
Velocidad con lecho = Q/Área

5. Velocidad del lecho = 0.0189m/s
Numero Re= (0.006m x 0.0189m/s x 1000kg/m3 ) / 8.9x10-4 kg/ ms
Numero Re = 127.4 = Flujo laminar
F= (1-.93)2 / (.93)3 = 4753m
G0= pvd = (1000 kg/m3)(.018 m/s)= 18 kg/m2s
P en tubo vertical = ½ E( V de lecho)2 (L/ Rh ) flujo + PGz
P= 3534
Conclusión
Básicamente replicamos el experimento de la ecuación de Bernoulli con la variación de
que al final de la manguera utilizada en el experimento la llenamos hasta cierto punto
con cuerpos de ebullición , gracias a estos se pudo percibir un cambio en el flujo y
presión, debido a los huecos y el espacio ocupado por las esferas. Calculamos la
presión sin embargo tuvimos que cambiar la ecuación pues nuestro experimento lo
llevamos a cabo en forma vertical y no horizontal como lo propone la teoría.