TEST DE SEDIMENTACIÓN Pre informe GERLIN BLANCO, CRISTIAN ESGUERRA, JESÚS FRIAS, ESTEFANNY GÓNGORA, KEINER MARTINEZ, MAYRA PÁJARO, RAMIRO RODRIGUEZ. Ingeniería Química - Universidad de Cartagena Laboratorio de Operaciones Unitarias I ABSTRACT The somewhat simple as induced sedimentation plays a fundamental role in the industry, its use begins is referred to the treatment of water, where it may or may not be a binding agents to expedite the removal of the contaminant. Its use varies to a varied amount of separation operations. Because acceptance in the business community have become the subject of theoretical and practical studies. This report presents data and laboratory results obtained from our empirical study to validate the theory and previously generated. In first instance we define speed data terminal or settling from the empirical data and then revalidate with the data obtained from the equations of use common in the sedimentation
Keywords:sedimentation, terminal velocity, coagulation, separation. RESUMEN La sedimentación tanto simple como inducida juega un papel fundamental en la industria, su uso principia es referido al tratamiento de agua, donde puede o no ser un agentes conglomerantes que agilicen la remoción del contaminante. Su uso varía a una cantidad muy variada de operaciones de separación. Debido a la aceptación en la comunidad industrial han pasado a ser objeto de estudios teóricos prácticos. En este informe de laboratorio presenta datos y resultados arrojados por nuestro estudio empírico para revalidar la teoría ya generada con anterioridad. En primera instancia definiremos los datos de velocidad terminal o de sedimentación a partir de los datos empíricas para luego revalidarlo con los datos arrojados por las ecuaciones de uso común en la sedimentación
Palabras claves: sedimentación, velocidad terminal, coagulante, separación.
INTRODUCCIÓN En todo proceso de caracterización de la operación unitaria de sedimentación dos variables juegan un papel fundamental Re y la velocidad de sedimentación, esta última define la máxima velocidad alcanzada por las partículas en el proceso de separación, esta a su vez define el tiempo requerido para obtener la separación del soluto y del solvente. Por lo que estas variables juegan un papel fundamental en la modelación de los equipos de separación de manera más eficiente, segura y barata.
En este trabajo estudiaremos los parámetros fundamentales fundamentales la sedimentación, a partir de datos empíricos y métodos numéricos hallaremos la velocidad de sedimentación o terminal, comprobando las teorías empericas ya formuladas con anterioridad
OBJETIVOS Determinar experimentalmente el comportamiento de la velocidad de sedimentación de solutos en soluciones a distintas concentraciones. Determinar las curvas de sedimentación a travez de los datos de distancia de interfsase con respecto a la variación del tiempo.
MARCO TEÓRICO El fenómeno de sedimentación de partículas discretas por caída libre, también denominado en soluciones diluidas, puede describirse por medio de la mecánica clásica. En este caso, la sedimentación es solamente una función de las propiedades del fluido y las características característic as de las partículas según se demuestra demuestra a continuación. continuac ión. Imaginemos el caso de una partícula que se deja caer en el agua. Esta partícula estará sometida a dos fuerzas: (fuerza de flotación f lotación (FF), que es igual al peso pes o del volumen del d el líquido líq uido desplazado por la partícula (Principio de Arquímedes), y fuerza gravitacional (FG).
Donde
= =
ρ =
densidad de solido densidad de partícula V = volumen de la partícula
ρs =
De la acción de ambas fuerzas tenemos la fuerza fu erza resultante, r esultante, que será ser á igual ig ual diferencia de estos dos valores y estará dada por:
a la
=( − ) Donde: Fi = fuerza resultante o fuerza de impulsión Arrastrada por esta fuerza (F i), la partícula partícula desciende con velocidad velocidad creciente, pero a medida que baja, la fricción que el líquido genera en ella crea una fuerza de roce definida por la Ley de Newton, cuyo valor es:
Donde: FR = fuerza de rozamiento rozamiento
= 2
A = área transversal transversal al escurrimiento escurrimiento Vs = velocidad de sedimentación CD = coeficiente de arrastre Después de un corto periodo, la aceleración pasa a ser nula y el valor de la fuerza de fricción (FR) iguala a la de impulsión (F i), momento en el cual la partícula adquiere una velocidad constante, conocida como velocidad de asentamiento o sedimentación. Por lo tanto:
( ( − ) = 2
Despejando el valor de V S se obtiene:
= √ 2 ( − ) Para el caso particular de partículas esféricas:
= 4 = 6
Siendo d = diámetro de la partícula:
= √ 43 ( − ) En la cual: VS = velocidad de sedimentación d = diámetro de la partícula g = aceleración de la gravedad ρs = densidad de la partícula ρ = densidad del fluido El coeficiente de arrastre arrast re de Newton es una función del Número de Reynolds y de la forma de las partículas: Siendo:
=
a = constante específica Re = número de Reynolds
METODOLOGÍA 1. Se tomara una probeta colocada en un lugar con alta exposición solar y se le agregara una solución de arcilla en agua a 50 g/L ya agitada 2. Se anotara los tiempos de descenso del soluto cada cierta distancia
3. Una vez alcanzado el máximo nivel de sedimentación se detendrá el experimento 4. Se duplicara el experimento con las mismas condiciones descritas 5. Se repetirá los pasos desde 1 con concentraciones de cal de 100 g/L
REFERENCIAS
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