agitacion en ingenieria 2

1. I. OBJETIVOS:
- Verificar la influencia de variables en la evaluación del consumo de potencia
en tanques agitadores
- Apreciar los tipos de agitación de acuerdo al número Reynolds.
II. FUNDAMENTO TEORICO:
El proceso de agitación es uno de los más importantes dentro de la industria
química porque el éxito de muchas operaciones industriales depende de una
agitación y mezcla eficaz. Sin embargo, debido a la complejidad de los
fenómenos de transporte involucrados, es uno de los procesos más difíciles de
analizar y caracterizar. Así, hasta el momento, no existen correlaciones
generales para configuraciones arbitrarias de agitación que describan
cantidades útiles como la velocidad de mezcla o el grado de homogeneidad
alcanzada.
Otra de las dificultades que aparece a la hora de caracterizar la mezcla y
agitación es la gran cantidad de sustancias (líquidos y sólidos) que se pueden
encontrar en la industria química. Por tanto, el diseño y la optimización de
agitadores están confiados en gran medida, a la experimentación.
Se debe distinguir entre agitación y mezcla. Agitación se puede definir como el
movimiento circulatorio inducido a un fluido dentro de un contenedor,
fundamentalmente de forma circular y provocando vértices. El objeto de la
agitación puede ser incrementar la transferencia de calor en el fluido o
incrementar el transporte de materia, es decir, mezclar. En contraste con la
agitación, mezclar es obtener una distribución espacialmente homogénea de
dos o más fases inicialmente separadas. Aquí, una de las fases ha de ser un
AGITACIÓN

2. fluido, mientras que la otra puede ser algo tan variado como otro fluido,
partículas sólidas o burbujas.
En la práctica, el diseño de la agitación ha de atender a dos factores: el grado
de homogeneidad y el tiempo de mezcla. Dado que el resultado de la mezcla
nunca es perfecto, el grado de homogeneidad se hace depender de la calidad
deseada en el producto final. Finalmente, la potencia requerida en la agitación
depende de estos dos factores, así como del rendimiento.
La homogeneidad de una mezcla con partículas sólidas puede caracterizarse
mediante el se calcula como: porcentaje de suspensión de sólidos, que se
calcula como
100
tan..................
..............
x
queelensolidosdesuspensiondePorcentaje
puntoelensolidosdesuspensiondePorcentaje
El grado de homogeneidad también se puede caracterizar mediante la altura de
suspensión, esto es, la altura del líquido en el tanque a la que se suspenden
los sólidos.
El esquema de un agitador típico puede
observarse en la figura inferior.
Generalmente, el tanque de agitación es un
recipiente circular, que puede estar cerrado o
abierto en su parte superior. Para evitar
zonas con bajas velocidades, las esquinas se
eliminan empleando un fondo circular. Para
aumentar la eficiencia del mezclado, se
pueden instalar unos deflectores en la pared
del tanque; así se evita que el fluido gire
como un sólido rígido y se aumenta la
vorticidad.

3. El rodete o hélice suele estar acoplado a un eje aproximadamente vertical. La
excentricidad e inclinación de este eje se pueden variar para lograr
rendimientos mayores.
Se utilizan tres tipos de rodete:
 De palas planas, de gran tamaño (50-80% el diámetro del tanque) y con
velocidad de trabajo entre 20-150 rpm
 Turbinas, de menor diámetro (30-50% el diámetro del tanque) y mayor
velocidad de giro.
 Hélices, cuya misión es enviar fundamentalmente el flujo en dirección
axial.
El rodete impone un movimiento al fluido en las tres direcciones del espacio:
axial, radial y tangencial. La mezcla originada puede clasificarse de cuatro tipos:
 Suspensión prácticamente completa con fileteado
 Suspensión con movimiento completo de partículas
 Suspensión completa o suspensión fuera del fondo
 Suspensión uniforme
Un número muy importante para caracterizar los tanques de agitación es el número
adimensional de potencia,
5
det
3
*
eroDN
P
P



4. Donde  es la densidad del fluido, N son las revoluciones del eje y P la potencia
suministrada.
 Equipos de agitación existen diversos modelos y
tamaños de acuerdo a su uso
Zl = altura de líquido en el tanque
w = ancho de las hojas de contracorriente
Di = diámetro del rodete
Zi = altura del rodete al fondo del depósito
 Rodete hay una diversidad de modelos y características, es accionado por un
motor deferente acoplado a un reductor de velocidad, el flujo que origina puede
ser axial, radial o tangencial pueden ser hélices, palas, turbinas.
 Número de Reynolds (Re):



lDiN
l
rw
l
r
rw
lD
..
Re
.
.
...
..
Re
2
2


 Potencia Requerida:
g
DiNl
P
33
..

 P = potencia
  =Nº de potencia
 l = densidad
 N = RPM
 Di = diámetro del rodete
 g = efecto gravitatorio
  = viscosidad del fluido

5. TIPOS DE AGITADORES:
Los agitadores se dividen en dos clases: los que generan corrientes paralelas al
eje del agitador y los que dan origen a corrientes en dirección tangencial o radial.
Los primeros se llaman agitadores de flujo axial y los segundos agitadores de
flujo radial.
Los tres tipos principales de agitadores son, de hélice, de paletas, y de turbina.
Cada uno de estos tipos comprende muchas variaciones y subtipos que no
consideraremos aquí.
 Agitadores De Paletas:
Para problemas sencillos, un agitador eficaz está formado pr una paleta
plana, que gira sobre un eje vertical. Son corrientes los agitadores formados
por dos y 3 paletas. Las paletas giran a velocidades bajas o moderadas en el
centro del tanque, impulsando al líquido radial y tangencialmente, sin que
exista movimiento vertical respecto del agitador, a menos que las paletas
estén inclinadas. Las corrientes de líquido que se originan se dirigen hacia la
pared del tanque y después siguen hacia arriba o hacia abajo. Las paletas
también pueden adaptarse a la forma del fondo del tanque, de tal manera
que en su movimiento rascan la superficie o pasan sobre ella con una
holgura muy pequeña. Un agitador de este tipo se conoce como agitador de
ancla. Estos agitadores son útiles cuando cuando se desea evitar el depósito
de sólidos sobre una superficie de transmisión de calor, como ocurre en un
tanque enchaquetado, pero no son buenos mezcladores. Generalmente
trabajan conjuntamente con un agitador de paletas de otro tipo, que se
mueve con velocidad elevada y que gira normalmente en sentido opuesto.

6.  Agitadores De Hélice:
Un agitador de hélice, es un agitador de flujo axial, que opera con velocidad
elevada y se emplea para líquidos pocos viscosos. Los agitadores de hélice
más pequeños, giran a toda la velocidad del motor, unas 1.150 ó 1.750 rpm;
los mayores giran de 400 a 800 rpm. Las corrientes de flujo, que parten del
agitador, se mueven a través del líquido en una dirección determinada hasta
que son desviadas por el fondo o las paredes del tanque. La columna de
remolinos de líquido de elevada turbulencia, que parte del agitador, arrastra
en su movimiento al líquido estancado, generando un efecto
considerablemente mayor que el que se obtendría mediante una columna
equivalente creada por una boquilla estacionaria. Las palas de la hélice
cortan o friccionan vigorosamente el líquido. Debido a la persistencia de las
corrientes de flujo, los agitadores de hélice son eficaces para tanques de
gran tamaño. Para tanques extraordinariamente grandes, del orden de
1500m3
se han utilizado agitadores múltiples, con entradas laterales al
tanque.
El diámetro de los agitadores de hélice, raramente es mayor de 45 cm,
independientemente del tamaño del tanque. En tanques de gran altura,
pueden disponerse dos o más hélices sobre el mismo eje, moviendo el
líquido generalmente en la misma dirección. A veces dos agitadores operan
en sentido opuesto creando una zona de elevada turbulencia en el espacio
comprendido entre ellos.

7. III. MATERIALES Y EQUIPOS:
3.1 Materiales:
 Rodetes (hélice y paleta)
 Medidos digital de RPM
 Vernier
 Tanque
3.2 Equipos:
 Equipo de agitación
IV. PROCEDIMIENTO:
1. Anotar las características del equipo: Tipo de rodete, tamaño del rodete,
tamaño del tanque, RPM, etc.
2. Verificar:
 Que el equipo esté debidamente instalado
 Que el agitador esté en el tanque
 El eje del impulsor debe estar en el centro del tanque
 Medir la altura del rodete hasta el fondo del tanque
 Añadir agua al tanque
3. Añadir agua al tanque, 2 tipos de rodetes agitar el fluido variando las
revoluciones del motor.
Medir las RPM
Tomar lectura de la temperatura del líquido en el tanque.
4. Concluido el experimento apague el equipo y retire el tanque.
V. CONCLUSIONES:

8. VI. BIBLIOGRAFIA: