Sedimentación y Ley de strokes

Sedimentación

Es la separación de las partículas por diferencia de densidades. Está basado en el movimiento browniano (movimiento aleatorio que se observa en algunas partículas microscópicas que se hallan en un medio fluido) en un campo de fuerzas externo, debido a la gravedad. Ocurre una vez que el fluido se encuentra en posición de reposo.

Tipos de sedimentación:

Simple o discreta. - Las partículas asentadas no cambian de forma, tamaño o densidad durante el descenso en el fluido. Ocurre por disminución de la velocidad y turbulencia del fluido.

Inducida o floculante. - Las partículas asentadas se agrupan entre sí cambiando de forma, tamaño y peso específico. Causado por reacciones biológicas o químicas controladas.

Obstaculizada o impedida.- Se produce cuando la concentración de partículas sólidas aumenta e impide el movimiento del agua.

Por compresión.- Toma lugar sólo cuando la concentración de partículas sólidas en el agua es demasiado alta por lo que, por su mismo peso, se comprimen y compactan.

Aplicación de la sedimentación:

-Centrifugación: La centrifugación es la operación por la cual se utiliza la fuerza centrífuga para separar los líquidos de los sólidos. También puede aplicarse para efectuar la separación de líquidos inmiscibles.

-Espesamiento:El propósito primario del espesamiento es incrementar la concentración por acción de la gravedad y así lograr la separación de sólidos en una corriente en un medio líquido.

-Clarificación: Consiste en la remoción de partículas, sedimentos y todo tipo de materia para clarificar el líquidos, como el agua.

-Decantación: Separación de materia de dos o más fases con densidad diferente, ya sea líquido-líquido o líquido-sólido.

-Lixiviación: Proceso por el cual se extrae uno o varios solutos de un sólido, mediante la utilización de un disolvente líquido.

Ley de Stokes

Esta ley describe la fuerza de arrastre que experimenta una partícula esférica al moverse en un medio viscoso laminar.

También llamada fuerza de fricción y se describe:

FR=CDpApV22

donde:

CD=Coeficiente de arrastre.

p=Densidad de la partícula.

Ap=Área de la partícula.

Efecto pared: Frenado por el roce de las paredes con las partículas.

Velocidad Límite

Durante el movimiento de una partícula en un fluido hay tres fuerzas que actúan sobre los cuerpos:

Peso de la partícula P=mg=43 r3p g

Fuerza de empuje E=mg=43 r3 l g

Fuerza de fricción FR=6 r v(de flujo laminar en esfera)

Cuando las tres fuerzas se equilibran obtenemos la velocidad límite:

mdVdt=P-E-FR FR=P-E

Vlim=29r2(-)g

= Densidad de la esfera

= Densidad del fluido

PREGUNTAS:

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