Problemas de Agitación y Mezcla de Líquidos.

OPERACIONES UNITARIAS I                                                                      28/Jun/2018

OPERACIONES DE FLUJO DE FLUIDOS

GUIA DE EJERCICIOS No 4

Problemas de Agitación y Mezcla de Líquidos.

1. Un tanque de 4 pies de diámetro y 6 pies de altura está lleno hasta una altura de 4 pies con un látex que tiene una densidad de 47 Lb/pie3 y una viscosidad de 10 P. A 1 pie por encima del fondo del tanque se instala una agitados de turbina de tres palas de 12 pulg de diámetro. El paso es de 1:1 (el paso es igual al diámetro). Se dispone de un motor que desarrolla una potencia de 10 HP. ¿Es adecuado el motor para mover este agitador con una velocidad de 1000 rpm?

2. ¿Cuál es la máxima velocidad con la que el agitador del tanque descrito en el problema anterior puede girar si el líquido se sustituye por otro de la misma densidad, pero con una viscosidad de 1 P?

3. ¿Qué potencia se requiere para la operación de mezcla del problema número 1, si se utiliza un agitador de 12 pulg de diámetro con un paso de 2:1 (un paso doble del diámetro) y se instalan cuatro placas deflectoras de 5 pulg de anchura cada una?

Problemas de Selección y Operación de Bombas.

4. Calcular el diámetro de la tubería, seleccionar el modelo de la bomba y especificar la potencia del motor necesaria para el sistema mostrado en la Figura. Consulte las cuatro curvas características de las bombas mostradas en la última página de esta tarea.

[pic 1]

[pic 2][pic 3][pic 4]

La pérdida de carga en el filtro se expresa en función del caudal Q (m3/h) por la siguiente ecuación:

[pic 5]

Nota: las transiciones de ampliación y reducción de las tuberías en las conexiones de la bomba tienen pérdidas de carga despreciables.

5. Dos bombas distintas, cuyas curvas características se expresan a continuación, han de acoplarse en serie, de acuerdo con la instalación mostrada en la Figura.

HB1 = 69-135Q-4000Q2  ; η1 = 25Q-230Q2

HB2 = 54-71Q-4285Q2    ; η2 = 37Q-380Q2

Con H (m), Q (m3/s) y la eficiencia en tanto por uno. Determinar:

1. El caudal que impulsarían las bombas si se acoplan en serie.
2. Cálculo de la potencia consumida por cada bomba
3. Cálculo de la eficiencia global del conjunto
4. Cálculo de la potencia consumida total del conjunto de bombas

[pic 6]

Datos adicionales:

Longitud total de la tubería: 1872 m

Diámetro de la tubería de succión y descarga: 350 mm

Rugosidad relativa del material: 5000

Viscosidad cinemática del agua: 1.141x10-6 m2/s

La sumatoria de las pérdidas debido a los accesorios colocados en la longitud total de la tubería es: ΣKLT = 7.4 m.

Nota: El factor de fricción “f” es el mismo para la línea de succión y descarga.

6. Determinar la perdida de carga de la válvula de control (A) de la Figura (en m.c.a.) si bomba centrifuga que se utiliza corresponde a la curva característica adjunta (Modelo 40/250 a 2900 rpm y diámetro de impulsor de 256 mm, la curva de esta bomba se encuentra anexa a esta tarea) Las condiciones de trabajo son las indicadas debajo de la Figura. ¿Cavitará la bomba en estas condiciones?

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