Actividad 8.1

ESTUDIANTE: Ever Aldo Ventura Ibañez MATERIA: Ingeniería de las Operaciones Físicas IV DOCENTE: Ing. Ignacio Velásquez FECHA: 22 de junio del 2018 PRACTICO N°8.1 1.- OBJETIVOS.- El objetivo principal es poder aumentar la capacidad del sistema de transportador existente y que se nos muestra en la figura mediante cálculos para así tener un mejor sistema.

2.- MARCO TEORICO. Con las instalaciones de transporte neumático se transportan materiales a granel, en polvo o en grano, por tuberías con ayuda de una corriente de gas (generalmente aire). Estos materiales a granel pueden ser, por ejemplo, productos alimentarios tales como harina o leguminosas. Las instalaciones de transporte neumático constan esencialmente de un compresor de aire, una tubería de transporte y un separador de polvo (p. ej. ciclón de gases). El transporte puede tener lugar en dirección horizontal, vertical e inclinada. La tubería de transporte se puede conectar en el lado de aspiración (transporte por aspiración) o en el lado de descarga (transporte por presión) del compresor de aire. También existen instalaciones combinadas de aspiración y presión. Las instalaciones de transporte por aspiración trabajan totalmente sin formación de polvo, gracias a que la depresión existente en el sistema impide la salida de aire cargado de polvo. Con las instalaciones de transporte por presión se pueden superar mayores diferencias de altura y distancias que con las instalaciones de transporte por aspiración Dependiendo de la velocidad y del contenido de sólidos de la corriente de aire, en las tuberías horizontales se pueden presentar diferentes modos de transporte: Transporte volante (transporte en fase diluida) A velocidades elevadas, las partículas sólidas se mueven distribuidas uniformemente en toda la sección de la tubería.

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Las partículas chocan entre sí o contra la pared del tubo. Transporte en madeja Si se reduce la velocidad manteniendo constante el contenido de sólidos, la energía de la corriente deja de ser suficiente para mantener en suspensión toda la materia sólida. Una parte de las partículas sólidas se desliza por el fondo de la tubería en forma de madeja. La otra parte es transportada en forma volante por encima de la madeja. Transporte en dunas (transporte en fase densa)) densa Si se reduce aún más la velocidad, las partículas sólidas se mueven como una duna. Las partículas se desplazan por encima de la cumbre de la duna y se depositan en el lado protegido de la misma.

En

caso

de

una

mayor

disminución de la velocidad, pueden formarse

a

partir

de

las

dunas

conglomerados que ocupan una gran parte de la sección de la tubería. Transporte en tapón (transporte en fase densa) A velocidades muy bajas, los conglomerados ocupan toda la sección de la tubería y se forman los llamados tapones. Los conglomerados y los tapones avanzan muy lentamente. Si el compresor no tiene suficientes reservas de presión, el transporte de dunas, conglomerados y tapones puede causar rápidamente la obstrucción de la tubería. En las





3.- CÁLCULOS: Una planta de producción de plásticos desea aumentar la capacidad a través de un sistema sistema transportador existente. El sistema sistema existente tiene cañería de 6 pulgadas ID y se configura según lo demostrado en el diagrama abajo. Las partículas de alta densidad de polietileno (HDPE) tienen un tamaño medio de 4 milímetros. milímetros. El gas transportado está en 68 ºF. ºF. El soplador existente puede producir 1375 SCFM. El aumento deseado de la capacidad es a partir 20.000 lbm/hr a 30.000 lbm/hr. ¿Puede el sistema existente de soplador y de la cañería resolver este aumento en capacidad? Asuma que la caída de presión a través del ciclón es 5 pulgadas de agua. La caída caída de presión a través de la cañería de entrada del soplador y de los silenciadores es 0.3 PSI. Las curvas de la cañería tienen R/D = 6. La rugosidad de la cañería es k = 0.00015 pie. ¿Las partículas tienen densidad ρs= 59 lbm/ft3. lbm/ft3. La velocidad terminal de las partículas es = 30.6 ft/s.

Datos: D cañería = 6 pulg = 0.5 ft DI cañería = 4mm T gas = 68°F = 528°R ∆p soplador = 0,3 psi R/D = 6 K = 0.00015 ft p solido = 59 lbm/ft3 p Vtp = 30.6 ft/seg







Para el Tramo a –b “Ciclón”

∆p− = p  p ⇒ p = p  ∆p− = 14.7psi  0.18025psi = = .    = π ∗D∗4D = π ∗ 0.04.5ft = .  f t 22. 9 2 7psi i = ./ Q ∗ Pa  = A∗p∗ p = 0.1963 ft s∗ 14.∗14.88025ps 2 9l b m 14. 7 psi ∗ p ∗ PM  =  R ∗ T = 10.73 lbmolmpsolift∗l°bRmol∗ 528°R = .   = 30000 lbhm ∗ 3600s1h  = .  l b m 8. 3 333 w  = ρ ∗QS = 0.0752 lfbtm ∗ 22.s 92 fts = .   i     = ρ pp = 0.0752 lfbtm ∗ 14.14.88025ps =  .     7psi  115. 1 15. 3 457f t     Vg s  = g ∗ D = 32.174 sft ∗ 0.0.5 ft = . f t   3 0. 6   Vt s e g  Fr .   Para el Tramo b – – c c “Cañería horizontal”





 ==0.40mm82µ=−.4000Fr−.µmFr= = .. .  D    d ⇒ dp > 500 µm .  = 0.082 ∗4.∗ 4.8348348 −.827.0424−.58.2060. 0. 00.131f5 ft t = .   ∗ −  = 0.017cp = = 0..0 761l∗bm ∗−115.∗3457 ft ∗ 0.5 ft  = ρ ∗µV ∗ D = 1.1ft424 ∗ 10− fltb∗mss = . 



 = = {2.457ln Re 1 . 10.27 Dk} = {2.457ln 3841.1763. 10.27 0.00.0015f5 ft t}

= = [37530 .37530 ∗]∗  = [ 37530 ] = . −   ∗ ∗    Re 3841.763 A

     =    +   8 f = 2   

3841.763

Aplicamos la ecuación de Churchill

   1 −   =  .     ∗   − 5.6297 ∗10  6.8778 ∗ 10

   4fλ 4 fλ µs µs ∗ L ∗ ρ ∗ V    ∆− = 2 ∗−D ∗ g 4 4∗ 3.8214∗ 10  6.2975∗10 ∗ 4.4.8348 8348 ∗ 325ft ∗ 0.0761 lbftm3 ∗ 115.115.3457ft/s2





∆− =    ⇒  =   ∆− = ..    ..   = .    Para el Tramo c – – d d “curva”

como R⁄D > 6 B = 0.0.5 p = p  f t 22. 9 2 ∗ 14. 7 psi Q ∗ p   s V = A ∗ p = 16.1813psi ∗0.1963 ft  = .  i    ρ = ρ pp = 0.0752 lfbtm ∗ 16.14.1813ps =  .     7psi   l b m f t    8348 ∗ 0.0828lbmft∗f∗ f∗t 106.0675 s ∆puv = B1  µ2g ∗ ρV = 0.5 ∗ 1  4.8348 2 ∗32 ∗ 32. . 1 74 7 4  l b f ∗ s = 42.2334 lfbtf = .   ∆ =    ⇒  =   ∆ = .  . = .

Donde

Para el Tramo d - e “Vertical”

 f t Q ∗ p 22.92 s ∗14.7psi









VV = 1  0.123d.ρ. = 1  0.123 ∗0.0131ft .59 lbm⁄ft. = . VV = 0.7427 ⇒ V = 0.7427427 ∗ V = 0.7427 ∗ 104.1792 fst = .    l b m 8. 3 333 w ε = 11  AρV = 1  0.1963 ft ∗ 59 lbm⁄fst ∗ 77.3694 fst = .

ρ = ερ  1  ερ = 0.9907907∗∗ 0.0843 lfbtm  1 0. 0.99079075959 lbm⁄ft = . ⁄

f t    1 04. 1 792  Vg s  = g ∗ D = 32.174 sft ∗ 0.0.5 ft = . f t   3 0. 6   Vt s e g  = g ∗D∗ D Fr = 32.174 sft ∗ 0.0.5 ft = .    ==0.40mm82µ=−.4000Fr−.µmFr= = .. .  D    d  ⇒ dp > 500 µm





∆− =    ⇒  =   ∆− = .  .  = .  Para el Tramo e - f “Curvo”

i    ρ = ρ pp = 0.0752 lfbtmft∗ 16.14.8808ps =  .      7 ps i   22. 9 2 ∗ 14. 7 psi Q ∗ p   s V = A ∗ p = 16.8808psi ∗0.1963 ft  = .   l b m f t    0 . 5 ∗ 1  4. 8348 8 3 48 ∗ 0. 0 864 ∗ 101. 6 724    B 1  µ ∗ ρ V     s f t ∆puv = 2g = l b m ∗f ∗ f t 2 ∗32 ∗ 32. . 1 74 7 4  l b f ∗ s l b f = 40.4951 ft = .    ∆ =    ⇒  =   ∆ = .  .  = .  Para el Tramo f – g g “Horizontal”

ρ = ρ pp = 0.0752 lfbtmft∗ 17.14.162ps7psi i = .   





 ==0.40mm82µ=−.4000Fr−.µmFr= = .. .  D    d ⇒ dp > 500 µm . λ = 0.082 ∗ 4.8348 −.621.7019−.58.2060. 0. 00.131f5 ft t = .  ∗∗ −    4fλ 4 fλ µs µs ∗ L ∗ ρ ∗ V    ∆− = 2∗D2∗ D ∗g 2 l b m f t 3 4 = 4∗3.8214∗10  8.8.0494 ∗ 10 ∗ 4.8348348 ∗ 100flbm∗ft ∗t0.0878 ft3 ∗ 100.0066 s  2 ∗ 0.0. 5 f t ∗ 3 2.2. 1 74 2 l b f ∗ s = 52.3321 lfbt3f = . 

∆− =    ⇒  =   ∆− = .  .  = .   f t 22. 9 2 ∗ 14. 7 psi Q ∗ p   s V = A ∗ p = 17.526psi ∗ 0.1963 ft  = .    Calculo de las velocidades





4. - CONCLUSIONES.CONCLUSIONES.- dentro del sistema complejo para el cálculo, se pudo ver claramente como varia el

∆P

en cada cada tramo, esto esto debido a los distintos tramos ya sean

codos, verticales u horizontales, así también se observó que la velocidad horizontal es mayor a la velocidad vertical.

5. - BIBLIOGRAFIA: 

www.criba.edu.ar/cinetica/solidos/Capitulo6.pdf



www.air-tec.it/es-PE/Tecnologia/Transporte-neumatico-en-fase-densa.aspx



www.interempresas.net/Quimica/.../65441-Tecnicas-de-transporte-neumatico.html

Actividad 8.1

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