Lab Int 1

1. INSTITUTO TECNÓLOGICO DE MEXICALI
Practica número 5
Nombre de la práctica: estimar la caída de presión para una columna de
relleno
Materia: laboratorio integral 1
Alumnos:
Moran Silva Keyla Marina
Rivera Ortiz Diego
Soltero Gonzales Saúl
Marco Alberto García Zavala

2. INDICE
Marcos teóricos………………………………………………….. 3
Material y procedimiento………………………………….. 4
Resultados ………………………………………………………… 5
Análisis de resultados ……………………………………….. 6
Conclusiones y aprendizaje………………………………... 6

3. Marco teórico
En las columnas de relleno la transferencia de materia se hace de forma continuada. Estas
columnas también son llamadas columnas empaquetadas. La torre de relleno más común es la
que consiste en una carcasa cilíndrica que contiene el material inerte en su interior. Este material
inerte es el que recibe el nombre de relleno. Para poder determinar cuál es el tamaño óptimo del
relleno se deben tener en cuenta dos factores:
- La selección del material del relleno.
- La ordenación del material inerte, relleno.
Los empaques incrementan la caída de presión en el sistema, y en consecuencia, cambios en la
dirección de la velocidad del fluido. En un lecho empacado de partículas con flujos ascendentes,
la circulación de un líquido a baja velocidad no produce movimiento en las partículas, el líquido
circula por los huecos del relleno perdiendo presión, esta caída de presión en un lecho
estacionario de solidos bien dada por la ecuación de Ergun.
En la siguiente imagen podemos observar dos columnas dos distintos rellenos, en la imagen (a)
podemos ver un relleno total, mientras que en la imagen (b) notamos un relleno escalonado el
cual permite mayor circulación del líquido
La resistencia de un fluido a través de los huecos de un lecho de solidos 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, fuerza de rozamiento viscoso y la fuerza de inercia.
Para el fluido que circula a través de lecho empacado de sólidos, el número de Reynolds se
define como 𝑹𝒆 =
𝑽∗𝑫
𝝊

4. Material y procedimiento
 Bomba sumergible
 Manguera de 5.1mm de diámetro y 76.7cm de longitud
 3 soportes
 3 pinzas de dos dedos
 250 chaquiras
 Filtro(para evitar que el relleno salga)
 Agua
 Vaso de precipitado de 200 ml
 1 cuba hidrodinámica
 Termómetro
 Cronometro
 Vernier
Procedimiento
1. Rellenar la manguera con las chaquiras(250 chaquiras)
2. Colocar un filtro al final de la manguera para evitar que se salga nuestro relleno
3. Conectar dicha manguera a la bomba
4. Colocar la bomba dentro de la cuba hidrodinámica
5. Llenar con agua la cuba hasta cubrir por completo la bomba
6. Con ayuda de los soportes, tratar de colocar la manguera lo más recto que sea posible a
una altura de 13 cm (ya que es lo alto del vaso)
7. Poner el vaso de precipitado al final de la manguera para que caiga el liquido
8. Medir la temperatura del agua antes de la medición( esto con el fin de saber su
viscosidad )
9. Una vez todo colocado, empezar con las mediciones
10. Con ayuda del cronometro tomares tres tiempos diferentes
11. Mediremos cuanto tiempo tarda en llenarse el vaso de 200 ml(esto con el fin de
determinar el caudal )
12. Una vez hechas estas mediciones, repetiremos el experimento pero ahora sin relleno
13. Una vez hechos las mediciones, con y sin relleno, se comparan ambas caídas de presión
14. Al terminar, tomamos mediciones con ayuda del vernier ( diámetro, longitud, altura y
volumen) tanto del solido relleno como de la manguera

5. Cálculos y resultados
Ec. Blake-koaeny
𝚫𝑷 = 𝟏𝟓𝟎 (
𝝁 ∗ 𝑽𝒐 ∗ 𝑳
𝑫^𝟐
) (
(𝟏 − 𝜺)^𝟐
𝜺^𝟑
)
Donde;
Dp=diámetro de la particula
=
𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒅𝒆 𝒉𝒖𝒆𝒄𝒐𝒔
𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒅𝒆 𝒍𝒆𝒄𝒉𝒐
=
𝑽𝒎𝒂𝒏𝒈𝒖𝒆𝒓𝒂−𝑽𝒄𝒉𝒂𝒒𝒖𝒊𝒓𝒂𝒔
𝑽𝒎𝒂𝒏𝒈𝒖𝒆𝒓𝒂
=𝟏 −
𝑽𝒄𝒉𝒂𝒒𝒖𝒊𝒓𝒂𝒔
𝑽𝒎𝒂𝒏𝒈𝒖𝒆𝒓𝒂
Vo=velocidad del agua con relleno
L=longitud de la manguera con relleno
µ=viscosidad
ΔP=.0109 Pa
Para estimar la caída de presión sin relleno
𝚫𝑷 =
𝑽(𝟖 ∗ 𝝁 ∗ 𝑳)
𝑹^𝟐
ΔP=152.61 Pa

6. Análisis de resultados
Con este experimento podemos comparar la caída de presión para una columna con relleno y sin
rellenos, podemos notar como la caída de presión con rellenos es mucho menor a la que no
tiene relleno, debido a que las partículas sólidas cortan la velocidad del fluido. Las variables que
mas se destacaron fue el caudal, la velocidad del fluido y la caída de presión. Lo mas importante
fue la medición del diámetro de las chaquiras, ya que esta cuentan con una avertura de 1.2mm
de diámetro interno y 2.3mm de diámetro exterior, con ayuda de una moneda y una
computadora logramos hacer una estimación del diámetro. Ya que el relleno no deja el liquido
salga normalmente, este disminuye su velocidad, así aumentando su tiempo de salida, mientras
que sin relleno la velocidad era mayor, el vaso de ppt se llenaba en menor tiempo
Conclusión
Se tiene que ser muy cuidadoso al momento de tomar las mediciones del relleno como de la
manguera ya que el mas mínimo error puede afectar en nuestros cálculos y pueden alterar
nuestros resultados, también es importan la medición de exacta del caudal, ya que este es de
gran importancia para obtener la velocidad del fluido
-BIRD fenómenos de transporte segunda edición