UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS AGRICOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE - ECAPMA
DISEÑO DE PLANTAS Y EQUIPOS EN INGENIERÍA AMBIENTAL
Fase 2. – Dimensionar Dimensionar Lavador Venturi
Brusbly Rodrigo Guatibonza Hernández – Cód.:1118533656 María Teresa Torres – Cód.: Cód.: 37391881 Martha Liliana sarria – Cód.: Cód.: 37270935 Tania Isabel Bravo Arenales - Cód.: 1127574611 Yezid Alveiro Vera – Cód.: Cód.: 88034776 Grupo: 358038_45
BOGOTÁ septiembre de 2017
Datos Estudiantes: ESTUDIANTE
VG (CM/S)
FACTOR L/G (L/M3)
Tania Isabel Bravo Arenales – 1127574611
46 4611 11
2,0
María Teresa Torres – 37391881
4681 4681
2,1
Brusbly Rodrigo Guatibonza Hernández 1118533656
46 4656 56
2,2
Yezid Alveiro Vera
46 4676 76
2,3
Martha Liliana sarria - 37270935
46 4635 35
2,4
TAREA 1: DIMENSIONAMIENTO DE UN VENTILADOR VENTURI Datos: Tania Isabel Bravo Datos generales. Flujo molar de los gases Temperatura Presión
n = 15312,01 mol/h. T = 70 ºC (343 ºK)
Angulo de convergencia Angulo de divergencia Densidad del gas Viscosidad del gas Densidad del agua Viscosidad del agua Tensión superficial del agua Factor
β1 = 12,5 º
P = 1 atm (101325 Pa) β2 = 3,5 º G =
1,02 * 10-3 g/cm3
µG = 2,03 * 10-4 Poise (g/cm.s) 3 L = 0,98 g/cm µL = 4,88 * 10-3 Poise (g/cm.s) σ = 65,9 dyn/cm f´ = 0,25
Tabla 1. Distribución de tamaño de partículas emitidas. Rango (µm)
Diámetro de un corte (µm)
Masa acumulada (%)
Masa m (%)
0 – 1
0,1
18,6
18,6
1 – 5
5
28,9
10,3
5 – 10
10
62
33,1
10 – 100
100
100
38
Tabla 2. Datos para cada estudiante.
VG (cm/s)
Estudiante 1. Tania Isabel Bravo
4611
Factor L/G (L/m3) 2.0
Desarrollo del lavador Venturi.
∗∗ ∗ ∗ 1 5312. 0 1 ∗8. 3 14472 ℎ 101325 ∗∗ ∗ 343.3.34 1515 431.41 ℎ 1000000 36001 ℎ 119835. 9 05 . 119835.4611905 25.989 . ∗∗
1. Calcular el flujo de los gases QG así:
2. Calcular el diámetro D2 de la garganta, teniendo en cuenta que QG = VG * A2, donde VG es la velocidad del gas en la garganta y A2 es el área en la garganta, en este sentido se debe calcular A2 así:
Luego tenga en cuenta que:
, donde r es el radio, el cual debe calcularse, y
multiplicado por dos es igual al diámetro. Hallar el diámetro en cm.
2 ∗ 2525. 2 525. 9 89 2 ∗
2 ∗ √ 8.8.27255 2∗2.8 762041 5. 7 524 .
≈ 4∗4∗
3. Para hallar el valor del D1 tener en cuenta que la relación de A1 con A2 es de 4:1 y ajustar el D1 a un número entero (es decir sin decimales). Entonces verificar que:
≈ 4∗4 ∗ 25.25.989 ≈≈ 4∗44 ∗∗ .
≈ 103.956
4. Hallar el valor de a en cm teniendo presente el D1 y el D2, así:
2 2 232 5.752 11.52.875 8.625 . Ic tanβ1 8.62512.12.5° .8.60.2522 39.21 Id tanβ2 8. 6 25 8.625 3.3.5° .0.061 141.4
5. Calcular la longitud de la zona convergente Ic en cm, con el valor de β1:
6. Ahora calcule la longitud de la zona divergente Id en cm, con el valor de ß2:
= ∗ =2.0 ∗ 0.0.1198 1198 0.2396 1 0.2396 ∗ 1000 .
7. Hallar el flujo volumétrico del líquido QL en m3/s: ; Nota: si cree necesario modificar el factor L/G, considere este en el rango (0,26 – 2,6) 2,6) L/m3.
8. Calcular el diámetro Sauter d d en μm:
. . . 58600 ∗ 597 ∗ ∗∗ .. ∗ 1000 ∗ . g . 58600 65. 9 / 4611 ∗ 0.98/ 597 ∗ (2,2,030365.∗ 10109 4∗0.98c.m . s) . 0002396905 ∗ 1000∗ 0. 0.119835. . g . 58600 65. 9 / 4611 ∗ 0.98/ 597 ∗ (2,2,030365.∗ 10109 4∗0.98c.m . s) . 002396 ∗ 1000∗ 0. 0.1019835905 g . 0. 0 0488 . s c m . . 12.71∗1∗ 67.67.244 597 ∗ 64.64.58282.. ∗ 1000∗ 1000∗ 0.00199 0199.. . g 0. 0 0488 . s 12.12.71 / ∗ 8.2 597 ∗ 8.04 cm ∗ 1.1.999.. 104.12.71/459.∗8.722597∗0.0356∗2.81
. . 9. Calcule el parámetro de impacto Kp para los diámetros mayores a 5 μm, así:
9∗ ∗∗
Donde da es el diámetro aerodinámico de la partícula y corresponde al promedio del rango en μm. (ver
tabla 1) De acuerdo con la tabla 1, los diámetros superiores a 5 μm son los correspondientes a las dos últimas
casillas, ya que su promedio es:
10.
1 0.00075 5 10 5102 7.5∗ 10000 1 0.0055 10100 10100 2 55∗ 10000 0 . 0 0075 ∗ 4611 9∗0.000203∗0.0163 00..000260003// 86.6 0 . 0 055 ∗ 4611 0. 1 39 9∗0.000203 ∗0.0163 0.00003 4649.4
Luego calcular la penetración para cada diámetro de partícula mayor a 5 μm, así:
EXP{∗∗∗∗∗ ∗ [0.7 ∗ ′ 1.4 ∗∗.+.. +.∗]∗ }
|
Nota: EXP significa que es un exponencial (es decir e X). LN que es un logaritmo natural.
0. 0 002396 ∗ 4611/ ∗0, 9 8 g/cm EXP 55∗0.1198 ∗0.000203 ∗0.0163 ∗[0.786.6∗0.251.4∗ 86.6∗0.0.2750.70.7 86.0.469 ∗0.25]∗ 86.16
EXP{0. 00.00133176 ∗[0.721.651.4∗21.60.50.7 70. 70.421.9 65]∗ 86.16} EXP EXP10.180.96∗896∗0.70.21.721.651.651.4∗4∗3.341.63 9280.02190.0219 ∗0. ∗0.01150115 EXP 10.EXP896∗17. 4 799∗0. 0 115 2.1903 0.111 0.111 ∗4611/∗0,98 g/cm ∗ 0.0163 0. 0 002396 EXP 55∗0.1198 ∗0.000203 ∗[0.74649.4∗0.251.4∗4649.4∗0.0.7250.7 0.7 4649.0.494 ∗0.25]∗ 4649.1 4 EXP{0. 00.00133176 ∗[0.71162.351.4∗1163.0.7051163. 0.4905]∗ 4649.1 4} EXP EXP10.8196∗0.896∗0.71162. 3 51. 4 ∗ 1 661. 5 0 . 0 0042 ∗0. 0 002 0. 7 1162. 3 51. 4 ∗7. 4 150. 0 0042∗0. 0 002 EXP 10.EXP896∗1152. 6 ∗0. 0 002 2.511 0.081 0.081 11.
Se calcula la eficiencia para cada rango de la tabla 1, ni, ni = 1 – Pt.
510 10.→ 111 1 0.889 10100 → 1 10.081
10.919 ∗ 510 → 0.889∗33.1% 29.43% 10100 → 0.919∗38% 34. ∗92%∗ 0 . 0 0102 ∗ 4611 0.000203 ∗0.0163 0. 0 76 0.000203 ∗ 374.38 . / 374.2438 374.438/ 0.064100.555 0.619 0.619 ∗∗ ∗ 0. 9 8g 2∗0.0.6019∗163∗ 0. 0 32 c m 0.00102 0.000631 50.71 50.71 316∗∗ ∗ ∗∗ 1 00102 1 ∗0.619∗0.00102 3∗50.16∗0.710163∗0. 0. 0.00002696 1 369. 231370.23370.23
12. Ahora la eficiencia fraccional mi teniendo en cuanta la tasa de porcentaje para cada rango.
13.
Calculo de Reynolds, el cual debe estar entre 10 a 500:
14.
Calculo de coeficiente de arrastre para las gotas CD:
15.
Calculo de la longitud optima de la garganta lt en cm:
16.
Calculo del valor de x, luego se calculará la caída de presión.
17.
Ahora hallar la caída de presión ΔP y chequear que este entre 10 y 150 pulgadas de agua:
m 0. 0 0023 ∆ 2∗ 0.98 ∗4611 ∗ 0.119835 mss∗1370.23 √ 370.23370.23 ∆ 2∗ 0.98 ∗21261321/ ∗0.00191∗1137070.25 √ 370.23370.23 ∆ 2∗ 0.98 ∗21261321/∗0.00191∗1 137070.25 137069.75 ∆ 2∗ 0.98 ∗ 21261321 ∗0.00191∗0.5 ∆ 39796.94 ∗0.1Pa ∆ 3979.69 ∗249.088in H20 ∆ 15.97in H20 Pt 3.47∗∆P−. −. 3.47∗3.47∗0.15.97019 2 20 0.066 18.
Calcular la penetración para rangos menores de 5 μm:
Y luego calcular la eficiencia de n i y la eficiencia fraccional m i para los diámetros menores de 5 μm (ver puntos 11y 12)
Calculo de la eficiencia: Rango 0 -1
ni= 1 – Pt ni= 1 – 0.066 ni= 0.934
Rango 1-5
ni= 1 – Pt ni= 1 – 0.066 ni= 0.934
Calculo de eficiencia fraccional: Rango 0 – 1 n f raccional = 0.934* 18.6%= 17.37%
Rango 1 – 5 n f raccional = 0.934* 10.3%= 9.62% 19. La sumatoria de ni * mi corresponde al valor de no. Que es la eficiencia global de colección. La eficiencia global de colección es:
17.379.6229.4634.92 91.37 =
TABLA 1. RESUMEN DE RESULTADOS TANIA ISABEL BRAVO ARENALES
Tabla 4. Resumen de Resultados Código del estudiante
1127574611
Factor L/G:
2 L/cm^3
Flujo del gas Q G: Rango ( µm) da ( µm)
Velocidad del gas VG: Caída de presión ΔP: Eficiencia global ƞ o= Kp Pt
0,1198 m^3/s
m i (%)
4611 cm/s 15.97in H20 91.37 ƞ
ƞi
*
m i
0-1
0,5
18,6 ----
0,066
0,878
17,37
1--5
2,5
10,3 ----
0,066
0,926
9,62
5--10
7,5
33,1
86,6
0,111
0,928
29,46
55
38
4649,9
0,081
0,928
34,92
10-100
n=
91,37
Dimensiones obtenidas
lt
a D1 / 2
12.5° lc
.
50.71
1
2
. 5.75 D2 / 2
ld
TAREA 1: DIMENSIONAMIENTO DE UN VENTILADOR VENTURI
3.5° 141.4
b
Datos: María Teresa Torres Tabla 1. datos que corresponden según el orden de entrada al foro
Estudiante
V g(cm/s)
Factor L/G (L/m3)
María Teresa Torres - 37391881
4681
2,1
•
•
• • • • • • • • • • •
V 46 G Factor G . L/ 15312.01/ℎ 70℃ 1 12.5° 1.03.2×10 5° −−/ 0.2.908/ 3×10− 4.88×10 65.9 / ′ 0.25 Velocidad del gas:
Flujo molar de los gases: Temperatura: Presión: Ángulo de convergencia: Ángulo de divergencia: La densidad del gas: La viscosidad del gas: La densidad del agua: La viscosidad del agua: La tensión superficial del agua: FACTOR
Tabla 2. Distribución de tamaño de partículas emitidas Rango (µm)
Diámetro de corte (µm)
Masa acumulada (%)
Masa
0-1
0.1
20.1
20.1
1-5
5
42.6
22.5
5-10
10
66.9
24.3
10-100
100
100
33.1
DISEÑO DE UN LAVADOR VENTURI: 1. FLUJO DE LOS GASES:
∙ ∙ 70273.15 343.15°
Conversiones: Temperatura y Presión:
(%)
Entonces:
En
En
2.
: :
1× 101325 1 101325 ∙ 14472 ∙ °∙343.15° 15312.01/ℎ∙81.301325 ∴ 431.1558 ℎ 1ℎ 431.1558 ℎ × 3600 0.1198 0.1198 × 101 119800 ∙ → 1 × 36001ℎ 168516 ℎ 4681 × 100 4 31. 1 558 2 2 168516 ℎℎ 0.05707 0.05698× 100 5.698 1 ∴ 5.707 ≈ 4 ≈ 2
CÁLCULO DEL DIÁMETRO DOS:
Conversión: Velocidad del gas
Entonces:
3.
CÁLCULO DEL DIÁMETRO UNO:
Por lo tanto:
Ajustando decimales:
4.
HALLAR a
≈ 25.707 ≈ 11.414 ∴ 11 2 1 15. 72 07 ∴ 2.6465 ta n11.9376 2ta.6n465 1∴ 2.511.° 9376 2.6465 tan ∴tan 3.543.° 2699 43.2699 ∙ 2.1 ∙0.1198 0.25158 ∴ 0.25158 0. 0 01 − 0.25158 × 1 2.5158×10
5. CÁLCULO DE LA LONGITUD DE ZONA CONVERGENTE
6. CÁLCULO DE LA LONGITUD DE LA ZONA DIVERGENTE
7. FLUJO VOLUMÉTRICO DEL LÍQUIDO
EN
EN
EN cm.
EN cm.
∴ 2.5158×10− . . . 5 8600 597[ ∙.] ∙ 1000∙ . . . − − 5 8600 65. 9 4. 8 8×10 2. 5 158×10 4681 0.98 59765.90.98. ∙ 1000∙ 0.1198 ∴ 2152.9555 9∙ ∙ ∙ 105 2 7.5 − 7. 5 ×10 ∙ 4681 9∙2.03×10− ∙2152.9555×10 − 6.6940 ∴ 6.6940 ∙ ∙ ∙ . + ∙ { [ − . − +. +.∙]∙ } +. ∙ ∙ .
8. CÁLCULE EL DIÁMETRO SAUTER
9. PARÁMETRO DE IMPACTO
Para esto debemos conocer
Entonces:
EN µm.
PARA DIÁMETRO MAYOR A 5 µm
:
10. PENETRACIÓN PARA PARTICULAS MAYORES A
{.×∙.∙∙.∙×.∙. [−.−..+..+.. ∙.+.+ .. ∙.]∙.} ∴ ≈
:
11.
CÁLCULO DE EFICIENCIA
12.
CÁLCULO DE EFICIENCIA FRACCCIONAL
1 10 ∴ 1 : ∙ 124.3% ∴ 24.3 % ≤ ≤ ∙ ∙ − − 1. 0 2×10 4 681 2 152. 9 555×10 2.03×10− ∴ 5063.8149 : 24 4 5063.248149 5063.48149 ∴ 0.2377
13. CÁLCULO DE REYNOLDS.
14. COEFICIENTE DE ARRASTRE
15. CÁLCULO DE LONGITUD ÓPTIMA:
16.
17.
18.
2∙ ∙ ∙ −−0.98 220152..23779555×10 1 . 0 2×10 ∴ 1723.5533 316∙∙ ∙ ∙ ∙ 1 311723.625152.5339555×10 0.2377−1.002×10.98 − 1 ∴ 1.2476 ∆ ∆ 2∙ ∙ 1 √ − 2. 5 158×10 ∆ 20.984681 0.1198 1 1.2476 √ 1.2476 1.2476 ∆ 33748.2261 × 0.11 ∴ ∆ 3374.8226 : 3.47∆−. 3.473374.8226−. ∴ 3.1256×10− , CÁLCULO DEL VALOR DE X:
CAÍDA DE PRESIÓN
:
PEMETRACIÓN PARA RANGOS MENORES A
19. CÁLCULO DE EFICIENCIA Y EFICIENCIA FRACCIONAL:
1 13.1256×10− ∴ 0.9999 ∙ % 0.9999 22.5 ∴ 22.499% CÁLCULO DE
PARA LOS OTROS RANGOS
Para ello debo conocer
EL VALOR DE
.
Y
SERÁ EL MISMO, EN CUALQUIER CASO.
FLUJO DE LOS GASES:
∙ ∙ 70273. 1 5 343. 1 5° 101325 1× 1 101325 ∙ 1 5312. 0 1 / ℎ ∙ 8 . 3 14472 ∙ 343. 1 5° ∙ ° 1 01325 ∴ 431.1558 ℎ 431.1558 ℎ × 36001ℎ 0.1198 10 0.1198 × 1 119800
Conversiones: Temperatura y Presión
Entonces:
En
En
: :
FLUJO VOLUMÉTRICO DEL LÍQUIDO
EN
EN
∙ 2.1 ∙0.1198 0.25158 ∴ 0.25158 0. 0 01 − 0.25158 × 1 2.5158×10 − ∴ 2.5158×10 . . . 5 8600 597[ ∙.] ∙ 1000∙ . . . − − 5 8600 65. 9 4. 8 8×10 2. 5 158×10 4681 0.98 59765.90.98. ∙ 1000∙ 0.1198 ∴ 2153.9555 9∙ ∙ ∙
DIÁMETRO SAUTER
EN µm.
SE DEDUCE QUE, COMO Y SON CONSTANTES SIN IMPORTAR EL RANGO, ENTONCES ES CONSTANTE.
PARÁMETRO DE IMPACTO
RANGO
PARA OTROS RANGOS.
(
)
0-1 1-5 5-10 10-100
0.21 0.05 .9751×10− 50.2 1 2.55 1052 7.5 10010 2 55 2
0.7738 6.6940
359.9899
PENETRACIÓN PARA PARTICULAS MAYORES A
∙ ∙ ∙ . + ∙ . { [ − . − + ] ∙ +. ∙ ∙ . . + ∙ } {.×∙.∙∙.∙×.∙. [−.−.×.+...×. ∙.+. .×. ∙.]∙.× } ∴ ≈ 0.9769 1 10.9769 ∴ 0.023 EFICIENCIA
PENETRACIÓN PARA PARTICULAS MENORES A
∙ ∙ ∙ . + ∙ . { [ − . − + ] ∙ +. ∙ ∙ . . + ∙ } {.×∙.∙∙.∙×.∙. [−.−..+..+.. ∙.+.+ .. ∙.]∙.} ∴ ≈ 0
EFICIENCIA
1 10 ∴ 1 PENETRACIÓN PARA PARTICULAS MAYORES A
∙ ∙ ∙ . + ∙ . { [ − . − + ] ∙ +. ∙ ∙ . . + ∙ } {.×∙.∙∙.∙×.∙. [−.−..+..+.. ∙.+.+ .. ∙.]∙.} ∴ ≈ 0 1 10 ∴ 1 EFICIENCIA
PENETRACIÓN PARA PARTICULAS MENORES A
∙ ∙ ∙ . + ∙ . { [ − . − + ] ∙ +. ∙ ∙ . . + ∙ } {.×∙.∙∙.∙×.∙. [−.−..+..+..∙.+.+ .. ∙.]∙.} ∴ ≈ 0 1 10 ∴ 1 EFICIENCIA
TABLA 1. TABLA DE RESUMEN DE RESULTADOS MARÍA TERESA TORRES Código de estudiante Factor L/G
37391881
∆ 3374.82 ∙
Velocidad del gas (
)
Caída de presión (
)
Eficiencia global (
)
2.1 L/ 0.1198 .9751×10−
4681
Rango (µm)
0−1
0.05
20.1
2
0.9769
0.023
0.4623
1−5
2.55
22.5
0.7738
0
1
22.5
5−10
7.5
24.3
6.6940
0
1
23.62
10−100
55
33.1
359.9899
0
1
33.1
Flujo del gas (
)
(µm)
(%)
(%)
Dimensiones Obtenidas
DIMENSIONAMIENTO DE UN LAVADOR VENTURI 1. Identifique el ejercicio a desarrollar
79.68 %
Cód. 1118533656
⁄ ⁄⁄ ,
Tabla 1. datos que me corresponden según el orden de entrada al foro
Estudiante
VG (cm/s)
Factor L/G (L/m3)
Brusbly Rodrigo Guatibonza - 1118533656
46_ 56
2,2
2. Datos Generales Flujo molar de los gases n=15312,01 mol/h Temperatura T = 70 ºC Presión P= 1 atm Angulo de convergencia ß 1= 12, 5º Angulo de divergencia ß 2=3, 5º La densidad del gas P G = 1,02x10-3g/cm3
La viscosidad del gas U G = 2,03X10-4P La densidad del agua P L = 0,98 g/cm3 La viscosidad del agua U L = 4,88X10-3P La tensión superficial del agua σ=65,9 dyn/cm
Factor f´=0,25
Tabla 2. Distribución de tamaño de partículas emitidas
Rango ( µm) 0-1 1-5 5-10 10-100
Diámetro de corte ( µm) 0,1 5 10 100
3. Diseño de un Lavador Venturi a. Calcule el flujo de los gases
así:
Masa acumulada (%) 20,1 42,6 66,9 100
Masa m (%) 20,1 22,5 24,3 33,1
. 1 5312, 0 1 ×8, 3 14472 ℎ 101325 . ×343,15 , 431,15 ℎ × 36001ℎ , 1000000 0,12 × 1 b. Calcular el diámetro D2 de la garganta, teniendo en cuenta que G = VG * A2, donde VG es la velocidad del gas en la garganta y A2 es el área en la garganta, en este sentido se debe calcular A 2 así:
1 20000 4656 ⁄ , ∗
Luego tenga en cuenta que: donde r es el radio, el cual debe calcularse, y multiplicado por dos es igual al diámetro. Hallar el diámetro en cm.
2 5, 7 2× 2× 3,1416 2×√ 8,18 2 ×2,86 , ≈ ∗ ≈ 4∗25,7 , 1 02, 8 2× 2× 3,1416 2×√ 32,7 2×5,72 ,
c. Para hallar el valor del D1 tener en cuenta que la relación de A1 con A2 es de 4:1 y ajustar el D 1 a un número entero (es decir sin decimales). Entonces verificar que:
d. Halle el valor de a en cm teniendo presente el D1 y el D2, así:
11,42 5,722 5,7 2,86 , e. Calcule la longitud de la zona convergente Ic en cm, con el valor de ß1:
2,8412,5° 20,,82421 , f. Ahora calcule la longitud de la zona divergente Id en cm, con el valor de ß2:
2,843,5° 20,,80461 ,
g. Halle el flujo volumétrico del líquido QL en m3/s:
2,2 ∗ 0,12 , 0, 0 01 0,264 × 1 , h. Calcule el diámetro Sauter dd en μm:
, , , , , , ⁄ ∗ , 597∗, ∗, , ∗1000∗ , / , 0 , 0 0488 , 12,58 ∗67,24 597∗64,582, ∗ 1000∗0,0022, , 0, 0 0488 12,58 ∗8,2 597∗ 8.0362 ∗ 2.2, 12,58 ∗8,2 597∗0.0356∗ 3,26 103,156 69,28 , 172,44 ∗ 0,01001 , i.
Calcule el parámetro de impacto Kp para los diámetros mayores a 5 μm, así:
Teniendo en cuenta la tabla 1 se toman los valores de los siguientes rangos mayores a 5 μm: Rango 5 – 10 =
+ 7,5 ∗ , 0,00075 + 55 ∗ , 0,0055 0 , 0 0075 − ∗ 4656⁄
Rango 10 – 100 =
Diámetros mayores a 5 µm (Rango 5-10 µm):
9∗0,000203 ∗0,0172
∗ 4656 ⁄ − 0,09∗0,000005625 0 0,00203 ∗0, 0 172 0026 , − 0,0000314 ⁄ 0 , 0 055 − 9∗0,000203 ∗0, ∗ 46560172 0 , 0 0003025 ∗ 4656 − 9∗0,000203 ∗0,0172⁄ 0,14 , − 0, 0000314
Diámetros mayores a 5 µm (Rango 10-100 µm):
j. Luego calcule la penetración para cada diámetro de partícula mayor a 5 μm, así:
∗ 4656 ⁄ ∗ 0,98 ∗ 0,0172 0, 0 0026 55 ∗ 0,12 ∗ 0,000203 ∗[0,782,8∗0,251,4∗82,8 ∗ 0,0,275 0,7 0,7 82,0,489∗ 0,25] ∗ 82,18, 2040 ∗[0,720,71,4∗21,0,74 0,21.494]∗ 82,18} {0, 00,0013398 15,2261∗ 20∗30,5710,0228 ∗0,012 15,2261∗20∗3,420,0228∗0,012 15,2261∗68,40,0228∗0,012 15,2261∗68,3772∗0,012
Pt Rango 5 -10
12,493 0,0000037 ∗ 4656 ⁄ ∗ 0,98 ∗ 0,0172 0, 0 0026 55 ∗ 0,12 ∗ 0,000203 ∗[0,74458,59∗0,251,4∗4458,59 ∗0,0,7 25 0,7 0,7 4458,0,4599 ∗ 0,25]∗ 4458,1 59 1996 ∗[0,71114,64751,4∗1115,0,73475 1075, 0,409575]∗ 4458,1 49} {0, 00,0013398 14,8977∗ 1074,3575∗1593,35350,000455 ∗0,000224 ∗0,000224 14,8977∗ 1116, 9 475∗7, 0 10, 0 00455 ∗0,000224 14,8977∗ 7829, 80190,000455 14,8977∗ 7829, 8015 ∗0,000224 26,12 0,00000000000453
Pt Rango 10 – 100
k. Se calcula la eficiencia
Rango 5 – 10
10,0000037 , Rango 10 – 100
para cada rango de la tabla 2, así:
10,000000000453 l.
Ahora halle la eficiencia fraccional, teniendo en cuenta la masa (mi) en porcentaje para cada rango (Ver tabla 2, columna 4).
Rango 5 – 10
0,99∗24,3% ,% 1∗33,1% , % Rango 10 – 100
m. Calculo de Reynolds, el cual debe estar entre 10 a 500:
⁄ 0 , 0 0102 ∗ 4656 ∗ 0, 0 172 402,388 0,000203
n. Calculo del coeficiente de arrastre para las gotas CD:
402,24388 402,4388 402,24388 132,478 0,050,30 0,35 o. Calculo de la longitud optima de la garganta It en cm:
2 ∗0,0,305172∗ 0,00102∗ 0,98 33 , 0,0,0000357
p. Calculo del valor de x, luego se calcular la caída de presión:
∗ , ∗ , ∗ , ∗ , ∗ , 1
0,0,098926 1 ,
q. Ahora halle la caída de presión ΔP y chequee que este entre 10 y 150:
0, 0 00264 ∆ 2∗0,98 ∗4656 ⁄ ∗ 0,12 ∗11,38 √ 1,38 1,38 ∆ 2∗0,98 ∗21678336 ∗0.0022∗11,9044√ 3,6271,9044 ∆ 93476,98∗0,9044√ 1,7226 ∆ 93476,98∗0,90441,3124 ∆ 93476,98 ∗0,408 ∆0,00401474 38138,60 ∆ 38138.60 ∗ 1 , , se encuentra en el rango de 10 a 150
r. Calcule la penetración para rangos menores de 5 μm
3,47∗15,31 −, 0,070
Y luego calcule la eficiencia ƞi y la eficiencia fraccional mi para los diámetros menores de 5 μm:
1 10,070 0,93 1 10,070 0,93 0,93∗20,1% 18,7 % 0,93∗22,5% 20,9 %
Rango 0 – 1
Rango 1 – 5
Calculo de eficiencia fraccional:
Rango 0 – 1 Rango 1 – 5
s. La sumatoria de la eficiencia fraccional de cada uno de los rangos , corresponde al valor de es la eficiencia global de colección.
. que
La eficiencia global de colección es:
24,057 33,118,720,9 ,%
Tabla 3. resumen de resultados
TABLA RESUMEN DE RESULTADOS Código del estudiante:
1118533656
Velocidad del gas VG:
4656 cm/s
Factor L/G:
2,2 L/m3
Caída de presión
15,31 in H2O
ΔP:
Flujo del gas QG:
0,12 m3/s
96,757%
Eficiencia global η o=
Rango ( µm)
0-1
da ( µm)
m (%) 20,1
Kp
Pt
η
___
0,070
0,93
ηi
* mi
18,693
1-5 5-10 10-100
22,5
____
0,070
0,93
20,925
24,3
82,8
0,0000022
0,99
24,057
33,1
4458,59
1
33,1
0,00000000000453
n=
D1 = 11,4 cm D2 = 5,72 cm a = 2,84 cm It = 92,436 cm Ic = 12,8 cm Id = 46,55 cm ß = 12,5° ß = 3,5° TAREA 1: DIMENSIONAMIENTO DE UN VENTILADOR VENTURI Datos: Yezid Alveiro Vera Estudiante
V g(cm/s)
Factor L/G (L/m3)
Yezid Alveiro Vera
4676
2,3
Datos VG = 4676 (cm/s) Factor L/G = 2,3 L/m3 Flujo molar de los gases (n)=15312,01 mol/h Temperatura (T) = 70 ºC
96,775
Presión (P)= 1 atm Angulo de convergencia (ß1) = 12, 5º Angulo de divergencia (ß2) = 3, 5º La densidad del gas (PG) = 1,02x10-3 g/cm3 La viscosidad del gas (UG) = 2,03X10-4 Poise [1 Poise = 100 centipoise = 1 g/(cm·s)] La densidad del agua (PL) = 0,98 g/cm3 La viscosidad del agua (UL) = 4,88X10-3 Poise La tensión superficial del agua (σ)=65,9 dyn/cm. (1 dyn = 1 Dina = 1 g·cm/s² = 10-5 kg·m/s²) Factor f´=0,25 Tabla 2. Distribución de tamaño de partículas emitidas. Rango ( µm) Diámetro de corte ( µm) Masa acumulada (%) Masa mi (%) 0,1 20,1 20,1 0-1 5 42,6 22,5 1-5 10 66,9 24,3 5-10 100 100 33,1 10-100
Diseño: Calculo QG
∗ ∗
n= flujo molar de los gases (mol/h) = 15312,01 (mol/h) Ru= contante de los gases igual a 8,314472 (Pa.m 3/mol.K) T= temperatura en (K) = 343 K P= presión en (Pa) = 101325 (pascales) Conversión temperatura
70°°273 273 343 mol m 3 1 5312, 0 1 ∗8, 3 14472 Pa. . K ∗343 K h mol 430,967367 ℎ 101325Pa 1 ℎ 100 430,967367 ℎ × 3600 × 1 0,1197131575 119713,1575 ∗ , . Conversión presión: 1 atm = 101325 pascales
Conversión QG
∗ 2∗ 2∗ . 5.71 ≈ 6 4 ∗ 6 28,2763 ≈ 4∗ ≈ 4∗28,2763 . . 2∗ ≈ 12 3 Relación de A1 con A2, es de 4:1 por tanto
Valor de a:
Zona convergente Ic y Id
,° 13,5 ≈ 14 ,° 49,05 ≈ 49 Flujo volumétrico del líquido QL
∗ 2,3 ∗0,1197131575 0,27534 0, 0 01 − 0,027534 ∗ 1 27,534×10 27,534
Diámetro Sauter dd
∗, ∗∗,, ∗ ∗ ,
∗ − ∗ 4,88×10 Poise ∗ 4,88×10− ∗ dyn − 65, 9 4, 8 8×10 , 4676 cm/s ∗0,98 ccmgm3, ∗65,9 dyn/cm∗0,9∗ ∗ , 8 g/cm3 ∗ 119713,27,5341575 , , Parámetro de impacto K p
9∗ ∗ ∗ 10 2 510
da =diámetro aerodinámico de la partícula cm VG= velocidad de la partícula cm/s µG = viscosidad de la partícula, poise dd = diámetro de gotas Sauter, cm
9∗ ∗ ∗
TAREA 1: DIMENSIONAMIENTO DE UN VENTILADOR VENTURI Datos: Martha Liliana Sarria a. Identifique el ejercicio a desarrollar Estudiante
V g(cm/s)
Factor L/G (L/m3)
Martha Liliana Sarria - 37.270.935
4635
2,4
b. Generales
Datos VG = 4676 (cm/s) Factor L/G = 2,3 L/m3 Flujo molar de los gases (n)=15312,01 mol/h Temperatura (T) = 70 ºC Presión (P)= 1 atm Angulo de convergencia (ß1) = 12, 5º Angulo de divergencia (ß2) = 3, 5º La densidad del gas (PG) = 1,02x10-3 g/cm3 La viscosidad del gas (UG) = 2,03X10-4 Poise [1 Poise = 100 centipoise = 1 g/(cm·s)] La densidad del agua (PL) = 0,98 g/cm3 La viscosidad del agua (UL) = 4,88X10-3 Poise La tensión superficial del agua (σ)=65,9 dyn/cm. (1 dyn = 1 Dina = 1 g·cm/s² = 10-5 kg·m/s²) Factor f´=0,25 Tabla 2. Distribución de tamaño de partículas emitidas. Rango ( µm) Diámetro de corte ( µm) Masa acumulada (%) Masa mi (%) 0,1 20,1 20,1 0-1 5 42,6 22,5 1-5 10 66,9 24,3 5-10 100 100 33,1 10-100
4. Diseño de un Lavador Venturi c. Calcule el flujo de los gases
así:
. 1 5312, 0 1 ×8, 3 14472 ×343, 1 5 ℎ . , 101325 431,15 ℎ × 36001ℎ ,
0,12 × 10000001 d. Calcular el diámetro D 2 de la garganta, teniendo en cuenta que G = VG * A2, donde VG es la velocidad del gas en la garganta y A2 es el área en la garganta, en este sentido se debe calcular A2 así:
1 20000 4635 ⁄ , ∗
Luego tenga en cuenta que: donde r es el radio, el cual debe calcularse, y multiplicado por dos es igual al diámetro. Hallar el diámetro en cm.
2 5, 8 2× 2× 3,1416 2×√ 8,21 2 ×2,86 , ≈ ∗ ≈ 4∗25,8 , 1 03, 2 2× 2× 3,1416 2×√ 32,8 2×5,73 ,
e. Para hallar el valor del D1 tener en cuenta que la relación de A1 con A2 es de 4:1 y ajustar el D1 a un número entero (es decir sin decimales). Entonces verificar que:
f. Halle el valor de a en cm teniendo presente el D1 y el D2, así:
11,42 5,732 5,7 2,86 ,
g. Calcule la longitud de la zona convergente Ic en cm, con el valor de ß1:
2,8412,5° 20,,82721 , h. Ahora calcule la longitud de la zona divergente Id en cm, con el valor de ß2:
i.
2,873,5° 20,,80761 ,
Halle el flujo volumétrico del líquido QL en m3/s:
2,4 ∗ 0,12 , 0, 0 01 0,288 × 1 , j. Calcule el diámetro Sauter dd en μm:
, , , , , , ⁄ ∗ , 597∗, ∗, , ∗1000∗ , / , 0 , 0 0488 , 12,64 ∗67,24 597∗64,582, ∗ 1000∗0,0024, 12,64 ∗8,2 597∗,. , ∗ 2.4, 12,64 ∗8,2 597∗0.0356∗ 3,6
103,648 76,51 , 180,158 ∗ 0,01001 , k. Calcule el parámetro de impacto Kp para los diámetros mayores a 5 μm, así:
Teniendo en cuenta la tabla 1 se toman los valores de los siguientes rangos mayores a 5 μm: Rango 5 – 10 =
+ 7,5 ∗ , 0,00075 + 55 ∗ , 0,0055 0 , 0 0075 ∗ 4635 − 9∗0,000203 ∗0,0180⁄ 0 , 0 000005625 − 9∗0,000203 ∗0, ∗ 04635180 ⁄ 0026 , − 0, 0,0000328
Rango 10 – 100 =
Diámetros mayores a 5 µm (Rango 5-10 µm):
Diámetros mayores a 5 µm (Rango 10-100 µm):
⁄ 0 , 0 055 − 9∗0,000203 ∗0, ∗ 46350180 0 , 0 0003025 ∗ 4635 − 9∗0,000203 ∗0,0180⁄ 0,14 , − 0, 0000328
l.
Luego calcule la penetración para cada diámetro de partícula mayor a 5 μm, así:
Pt Rango 5 -10
∗ 4635 ⁄ ∗ 0,98 ∗ 0,0180 0, 0 00288 55 ∗ 0,12 ∗ 0,000203 ∗[0,779,2∗0,251,4∗79,2 ∗ 0,0,275 0,7 0,7 79,0,429∗ 0,25] ∗ 79,12 2354 ∗[0,719,81,4∗20,0,75 19.0,4997]∗ 79,12} {0, 00,0013398 17,5697∗19,1∗29,2850,0245∗0,0126 17,5697∗19,1∗3,370,0245∗0,0126 17,5697∗64,30,0245∗0,0126 17,5697∗64,3325∗0,0126 14,241 0,00000065 ∗ 4635 ⁄ ∗ 0,98 ∗ 0,0180 0, 0 00288 55 ∗ 0,12 ∗ 0,000203 ∗[0,74268,29∗0,251,4∗4268,29 ∗0,0,7 25 0,7 0,7 4268,0,4299 ∗ 0,25]∗ 4268,1 29 2354 ∗[0,71067,07251,4∗1067,0,77725 1067, 0,429475]∗ 4268,1 29} {0, 00,0013398 17,5697∗ 1066,3725∗1525,38920,000459 ∗0,000234
Pt Rango 10 – 100
17,5697∗1066,3725∗7,330,000459∗0,000234 17,5697∗ 7816, 5 1040, 0 00459∗0, 0 00234 17,5697∗ 7816, 5099 ∗0,000234 32,13 0,0000000000000111 m. Se calcula la eficiencia
para cada rango de la tabla 2, así:
Rango 5 – 10
10,00000065 , 10,0000000000000111 Rango 10 – 100
n. Ahora halle la eficiencia fraccional, teniendo en cuenta la masa (mi) en porcentaje para cada rango (Ver tabla 2, columna 4).
Rango 5 – 10
0,99∗24,3% ,% 1∗33,1% , % Rango 10 – 100
o. Calculo de Reynolds, el cual debe estar entre 10 a 500:
⁄ 0 , 0 0102 ∗ 4635 ∗ 0, 0 180 419,204 0,000203
p. Calculo del coeficiente de arrastre para las gotas CD:
419,24204 419,4204 419,24204 138,433 0,050,28 , q. Calculo de la longitud optima de la garganta It en cm:
2 ∗0,0,303180∗ 0,00102∗ 0,98 35 , 0,0,0000336
r. Calculo del valor de x, luego se calcular la caída de presión:
∗ , ∗ , ∗ , ∗ , ∗ , 1
0,0,105128 1 ,
s. Ahora halle la caída de presión ΔP y chequee que este entre 10 y 150:
0, 0 00288 ∆ 2∗0,98 ∗4635 ⁄ ∗ 0,12 ∗11,37 √ 1,37 1,37
∆ 2∗0,98 ∗21483225 ∗0.0024∗11,8769√ 3,2241,8769 ∆ 101057,0904∗0,8769√ 1,3471 ∆ 101057,0904∗0,87691,1606 ∆ 101057,0904∗0,2837 ∆0,00401474 28669,89 ∆ 38138.60 ∗ 1 , t.
Calcule la penetración para rangos menores de 5 μm
3,47∗11,46 −, 0,106
Y luego calcule la eficiencia ƞi y la eficiencia fraccional mi para los diámetros menores de 5 μm:
1 10,106 0,89 1 10,106 0,89 0,89∗20,1% , % 0,89∗22,5% %
Rango 0 – 1
Rango 1 – 5
Calculo de eficiencia fraccional:
Rango 0 – 1 Rango 1 – 5
u. La sumatoria de la eficiencia fraccional de cada uno de los rangos , corresponde al valor de que es la eficiencia global de colección.
La eficiencia global de colección es:
24,3 33,1 17,9 20 , %
w
TABLA 1. RESUMEN DE RESULTADOS MARTHA LILIANA SARRIA
.
Factor L/G:
2,4 L/m3
Caída de presión ΔP:
11,46 in H2O
Flujo del gas QG:
0,12 m3/s
Eficiencia global η o=
95,3%
Código del estudiante:
37.270.935
Velocidad del gas V G:
4635 cm/s
Rango ( µm)
da ( µm)
m (%)
Kp
Pt
η
0-1
20,1
___
0,106
0,89
17,889
1-5
22,5
____
0,106
0,89
20,025
5-10
24,3
79,2
0,00000065
0,99
24,057
10-100
33,1
4268,29
0,0000000000000111
1
33,1
Dimensiones Obtenidas
TAREA 1: DIMENSIONAMIENTO DE UN VENTILADOR VENTURI Datos: Yezid Alveiro Vera DATOS GENERALES
1. Diseño de un Lavador Venturi Datos generales (para todos) Flujo molar de los gases (n)=15312,01 mol/h Temperatura (T) = 70 ºC
ηi
* mi
Presión (P)= 1 atm Angulo de convergencia (ß 1) = 12,5º Angulo de divergencia (ß 2) = 3,5º La densidad del gas (P G) = 1,02x10-3 g/cm3 La viscosidad del gas ( U G) = 2,03X10-4 Poise [1 Poise = 100 centipoise = 1 g/(cm·s)] La densidad del agua (P L) = 0,98 g/cm3 La viscosidad del agua ( U L) = 4,88X10-3 Poise La tensión superficial del agua (σ)=65,9 dyn/cm. (1 dyn = 1 Dina = 1 g·cm/s² = 10-5 kg·m/s²) Factor f´=0,25 Tabla 1. Distribución de tamaño de partículas emitidas. Rango ( µm) Diámetro de corte (µm) Masa acumulada (%) Masa mi (%) 0-1 0,1 20,1 20,1 1-5 5 42,6 22,5 5-10 10 66,9 24,3 10-100 100 100 33,1
Tabla 2. Datos del estudiante Estudiante Yezid Alveiro Vera
VG (cm/s) 4676
Factor L/G (L/m3) 2,3
Tabla 3. Pasos para el dimensionamiento del Lavador Venturi Para realizar el ejercicio nos basaremos en el ejemplo de cálculo de Vera, J. (2005) citado en el contenido de la unidad 1. 1. Calculo del flujo de los gases QG :
70 273,15 ° 343,15 ° ∗ ∗
Se realiza la conversión 70°C a kelvin = 1 atm a Pascal (Pa);1 atm = 101325 Pa
Donde, n= flujo molar de los gases (mol/h) Ru= constante de los gases igual a 8,314472 (Pa.m 3/mol.K) T= temperatura en (K) P= presión en (Pa)
⁄ Pa. m 3 mol . K ∗343, 1 5° 15312,01mol⁄ h∗8,314472 431,16 /ℎ 101325 Pa
Convertir a
Convertir a
/ /
431,16⁄ℎ ∗ 36001ℎ 0,12⁄ ⁄ 0,12⁄ ∗ 1000000 1 / 25,66 120000 4676 /
2. Calcule el diámetro D2 de la garganta, teniendo en cuenta que QG=VG*A2, donde VG es la velocidad del gas en la garganta y A2 es el área en la garganta, en este sentido debe calcular A2 así:
2
Luego tenga en cuenta que: 2 = ∗ , donde r es el radio, el cual debe calcularse, y multiplicado por dos es igual al diámetro. Halle el diámetro en cm.
2∗ 2∗ 25,3,616416 5,71 4∗ 4∗25,66 102,64 1 02, 6 4 2∗ 2∗ 3,1416 11,43 11 2 2 11,423 5,721 5,712,85 2,86
Debido a que la relación de A1 ≈ 4 * A2 se tiene:
4. Halle el valor de a en cm teniendo presente el D1 y el D2, así:
5. Calcule la longitud de la zona convergente Ic en cm, con el valor de ß1:
2,8162,5 2,0,8622 13
6. Ahora calcule la longitud de la zona divergente Id en cm, con el valor de ß2:
2,835,5 2,0,8606 47,6 ∗ 2,3 ∗⁄ ∗0,12⁄ 0,27 / 1 0,27 ⁄ ∗ 1000 0,00027 / , , , 5 8600 µ ∗ 597∗ ∗, ∗ 1000∗ , , − 5 8600 65, 9 / 4, 8 8∗10 4676 ∗ 0,98 / 597∗ , 6 5, 9 / ∗0, 9 8 / , 0, 0 0027 / ∗1000∗ 0,12 / 12,5320786997∗8,200298597∗0,03568∗2,3 152µm 0,0152cm 7. Halle el flujo volumétrico del líquido QL en m3/s:
Asumimos el valor L/G como 2,3 L/m 3
8. Calcule el diámetro Sauter dd en µm:
9. Calcule el parámetro de impacto Kp para los diámetros mayores a 5 µm, así: Datos
µm
da
diámetro aerodinámico de la partícula
7,5
VP
velocidad del gas en la garganta
4676 cm/s
UG
La viscosidad del gas
2,03X10-4P
dd
diámetro Sauter
152
µm
Fórmula: 2
=
∗ 9
∗ ∗
Para el diámetro de 7,5 μm:
− c m 7, 5 ∗10 ∗ 4676 ∗ 0026 , 9∗ ∗ 9∗2,0310−∗152 10−csmeg 0, 0.0000277 −− ∗ 4676 cm⁄se g 0 . 1 41449 9∗ ∗ ∗ 55∗10 9∗2,0310 ∗15210−cm 0,0000277 , Para el diámetro de 55 μm :
10. Luego calcule la penetración para cada diámetro de partícula mayor a 5 µm, así: Datos
QL
Flujo volumétrico del líquido
0,00027 m 3/s
VG
velocidad del gas en la garganta
4676 cm/s
PL
Densidad del agua
0,98 g/cm3
dd
diámetro Sauter
152
QG
flujo de los gases
0,12 m3/s
UG
La viscosidad del gas
2,03X10-4P
µm
diámetro de
diámetro de
7,5 μm
55 μm
K P
parámetro de impacto
f´
Factor f´
93,86
5106,46
0,25
Fórmula:
` Q ∗ ∗ K ∗f ∗ ` P EXP55∗ QG ∗ µG ∗ 0,7 K ∗f 1,4 ∗LN 0,7 0,7 0, 7K0,49 ∗f ` ∗ K1 ∗4676∗0,98 ∗0,0152m 0, 0 0027 55∗0,12 ∗2.0310− ∗0,793,86∗0,251,4∗93,86 ∗0,250,7/0,70,49/0,793,86 ∗0,25∗ 93,816µm 14,0.013∗0772,60015 ∗0,000106
Para el diámetro de 7,5 μm:
= 0.898
Para el diámetro de 55 μm:
∗ ∗ ∗ ∗ ∗,∗´,∗ ∗,´ , , , ∗ ´ ∗ ∗ ∗4676∗0,98 ∗0,0152m 0, 0 0027 55∗0,12 ∗2.0310− 2 50, 7 ∗[0,7 5106,46 µm∗0,251,4 ∗5106,46 µm∗0, 0, 7 0,4469µm∗0,25]∗ 5106,146 µm 0,7 5106, 14.03∗9580,8453∗0,00019
25,53 0.00000000000817 11. Se calcula la eficiencia para cada rango de la tabla 1, ƞi, ƞi=1 -Pt Para el diámetro de 7,5 μm:
1 10.898 0.102 1 10.00000000000817 0.999 Para el diámetro de 55 μm:
13. Calculo de Reynolds, el cual debe estar entre 10 a 500: Datos
PG
Densidad del agua
1,02x10-3 g/cm3
VG
velocidad del gas en la garganta
4676 cm/s
dd
diámetro Sauter
0,0152cm
UG
La viscosidad del gas
2,03X10-4P
Fórmula:
, ∗ ∗ ∗ ,∗ ∗ , , , , 14. Calculo del coeficiente de arrastre para las gotas CD: Datos
ReD
Densidad del agua
364,17
Fórmula:
24 4/ 364.2417 364.417/ 0,0650.032 . 15. Calculo de la longitud óptima de la garganta It en cm: Datos
PL
Densidad del agua
0,98 g/cm3
dd
diámetro Sauter
0,0152cm
CD
coeficiente de arrastre para las gotas
0,097
PG
Densidad del gas
1,02x10-3 g/cm3
Fórmula: Pasamos los
165,11µm 0,029 , 9 8 2∗ ∗ ∗ 20,∗0,097∗0152∗0, 1,0210− 0,00063 a centímetros con una regla de 3
16. Cálculo del valor de x, luego se calculara la caída de presión: Datos
It
Densidad del agua
293,10 g/cm3
PL
Densidad del agua
0,98 g/cm3
dd
diámetro Sauter
0,0152
CD
coeficiente de arrastre para las gotas
0,097
PG
Densidad del gas
1,02x10-3 g/cm3
µm
Fórmula:
− 1 0,087 1 0,3651 9 8∗ 1, 0 210 316∗ ∗∗ ∗ ∗ 1 3∗293,16∗10cm∗00, 0, 2 38 0, 0 152∗ 0, 9 8 , 17. Ahora halle la caída de presión ΔP y chequee que este entre 10 y 150: Datos
VG
Densidad del agua
4676cm/s
PL
Densidad del agua
0,98 g/cm3
QL
Flujo volumétrico del líquido
0,00027 m 3/s
QG
Flujo de los gases
0,12 m3/s
Fórmula:
∆ 2 ∗ ∗ ∗ ∗1 √ , ∆ 2∗0,98 ∗ 4676 cmseg ∗ , ∗11,38 √ 1,38 1,38 ∆ 1,96 ∗ 21864976 ∗0,00225∗11.90441.312 ∆ 4454.3139 Pasamos de Pascales a pulgadas 1PH2O= 249,1 Pascales
∆ 4454.3139 ∗ 249,11 , ∆ 17,88 3,47∗∆−, 3,47∗17,88−, 3,47∗0,0618506523 , Se halla dentro del rango entre 10 y 150.
18. Calcule la penetración para rangos menores de 5 µm,
Y luego calcule la eficiencia ƞi y la eficiencia fraccional ƞi para los diámetros menores de 5 µm. (ver puntos
11 y 12). La eficiencia ƞi para los diámetros menores de 5 μm:
1 10,0056 ,
La eficiencia fraccional mi para los diámetros menores de 5 μm.
De acuerdo a lo estipulado en la tabla 1 en el rango 0 - 1 μm, la Masa m (%) es 20,1 Para el rango 1 – 5 μm la Masa m (%) es 22,5.
Rango 0-1 μm,
∗ ∗ ∗ ∗
= 0,9944 20,1% = 19.98744 %
=
Rango 1-5 μm,
= 0,9944 22,5% = 22.374 % 19. la sumatoria de ƞi * mi corresponde al valor de ƞ o. Que es la eficiencia global de colección. =
ANEXO 1 - TABLA DE RESULTADOS Código del estudiante:
88034776
Velocidad del gas VG:
4676
Caída de Presión AP:
Factor L/G:
2,3
Eficiencia global no:
Flujo del gas QG:
0,12
Rango (um)
da (um)
17,88
2
98,44
3
⁄
m (%)
Kp
Pt
n
ni*mi
0
-
1
0,5
20,1
-
0,065
0,9944
19.98744
1
-
5
3
22,5
-
0,065
0,9944
22.374
5
-
10
7,5
24,3
93,86
0,898
0,999
24,2757
55
33,1
5106,46
0,00000000817
1
31,8091
10 - 100 Dimensiones obtenidas
=
98.44
ANALISIS LAVADOR VENTURI El lavador Venturi es un equipo de control de emisiones contaminantes atmosféricas, principalmente partículas y gases muy solubles, que se utilizan en fuentes fijas; para el caso de estudio el tamaño de las partículas a lavar oscila entre los 0,1 a 100 µm, las cuales están distribuidas por rangos (de 0 a 1, de 1 a 5, de 5 a 10 y de 10 a 100) para las cuales a cada uno de esos rangos representa un porcentaje de la masa total del muestreo. El análisis para el lavador con datos de 4656 VG (CM/S) y con 2,2 de factor L/G (L/M3). Se describe de la siguiente manera: el proceso de lavado del gas inicia dentro de una garganta al interior del conducto, la cual tiene un diámetro de aproximadamente 7,72 cm en la entrada y 11,4 cm a la salida, la dosificación en la corriente del gas alcanza un caudal de 0,12 m3/s y una velocidad de flujo de 4656 cm/s, mientras que la dosificación del caudal de líquido depurador es de aproximadamente 0,000264 m3/s. Debido a la alta energía cinética del gas, el líquido depurador es atomizado en pequeñas gotas de aproximadamente 172,44 µm, provocando así la aglomeración de las partículas sólidas. El número de impacto para el ejercicio evaluado es muy pequeño para los diferentes rangos (8,28 para el rango de 5 a 10 µm y de 445,8 para el rango de 10 a 100 µm), lo cual indica que las partículas de gas tenderán a seguir las líneas de flujo alrededor de las gotas del líquido, generando que haya una buena eficiencia en la colección, la cual fue de 96,775% de efectividad. Realizando un resumen en la (Tabla A) se observa de los resultados obtenidos con los diferentes factores expuestos L/G (2.0;2.1;2.2;2.3;2.4) que hace referencia a la densidad del gas y diferentes volúmenes de gas, se logró establecer las semejanzas de eficiencias del equipo que se debe elaborar para la captación de gases
y disminución del mismo, en la salida final con resultados del máxima eficiencia global de 96.57% y un mínimo con 79.68%*. Logrando determinar que el factor más eficiente es el 2.2. Tabla A Resumen de resultados.
Variable de prueba
Eficiencia global
velocidad del Gas (cm/s)
Factor L/G densidad 95,30% 4635 2,4 98,44% 4676 2,3 96,57% 4656 2,2 79,68%* 4681 2,1 91,37% 4611 2,0 * Según el cálculo obtenido por la compañera A pesar de su buena eficiencia, se evidencia que para el lavador Venturi hay otras desventajas tales como el aumento de los costos de operación teniendo en cuenta que este opera con grandes cantidades de agua y además se hace imprescindible tratar aguas residuales.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Estrucplan on line (2005). Tratamientos Hojas de datos EPA: Depurador Tipo Venturi. Recuperado de: http://www.estrucplan.com.ar/Producciones/entrega.asp?IdEntrega=946
Vera.J. (2005). Diseño de un sistema de remoción de contaminantes de aire generados desde un incinerador de desechos hospitalarios. Sistema de remoción de material particulado. Recuperado de: http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/14630
Valderrama, Y, Castaño, D, Ríos, A. (2015). Lavadores Venturi. [Presentación en línea]. De https://prezi.com/siuzbb2lqlv1/lavadores-venturi/
Instituto Nacional de Ecología. (2002). Tecnologías de Control de Contaminantes Procedentes de Fuentes Estacionarias. Recuperado el 20 de septiembre de 2017, de
