AGITACION EN LA INDUSTRIA

La agitación se refiere a forzar un fluido por medios mecánicos para que adquiera un movimiento circulatorio en el interior de un recipiente. Los objetivos de la agitación pueden ser: Mezcla de dos líquidos miscibles (ej: alcohol y agua) Disolución de sólidos en líquido (ej.: azucar y agua) Mejorar la transferencia de calor (en calentamiento o enfriamiento) Dispersión de un gas en un líquido (oxígeno en caldo de fermentación) Dispersión de partículas finas en un líquido Dispersión de dos fases no miscibles (grasa en la leche)

Generalmente el equipo consiste en un recipiente cilíndrico (cerrado o abierto), y un agitador mecánico, montado en un eje y accionado por un motor eléctrico. Las proporciones del tanque varían ampliamente, dependiendo de la naturaleza del problema de agitación. El fondo del tanque debe ser redondeado, con el fin de eliminar los bordes rectos o regiones en las cuales no penetrarían las corrientes del fluido. La altura del líquido, es aproximadamente igual al diámetro del tanque. Sobre un eje suspendido desde la parte superior, va montado un agitador. El eje está accionado por un motor, conectado a veces, directamente al mismo, pero con mayor frecuencia, a través de una caja de engranajes reductores.

El agitador crea un cierto tipo de flujo dentro del sistema, dando lugar a que el líquido circule por todo el recipiente y vuelva de vez en cuando al agitador.

Agitadores De Helice

Un agitador de hélice, es un agitador de flujo axial, que opera con velocidad elevada y se emplea para líquidos pocos viscosos. Los agitadores de hélice más pequeños, giran a toda la velocidad del motor, unas 1.150 ó 1.750 rpm; los mayores giran de 400 a 800 rpm. Las corrientes de flujo, que parten del agitador, se mueven a través del líquido en una dirección determinada hasta que son desviadas por el fondo o las paredes del tanque. La columna de remolinos de líquido de elevada turbulencia, que parte del agitador, arrastra en su movimiento al líquido estancado, generando un efecto considerablemente mayor que el que se obtendría mediante una columna equivalente creada por una boquilla estacionaria. Las palas de la hélice cortan o friccionan vigorosamente el líquido. Debido a la persistencia de las corrientes de flujo, los agitadores de hélice son eficaces para tanques de gran tamaño. Para tanques extraordinariamente grandes, del orden de 1500m3 se han utilizado agitadores múltiples, con entradas laterales al tanque.El diámetro de los agitadores de hélice, raramente es mayor de 45 cm, independientemente del tamaño del tanque. En tanques de gran altura, pueden disponerse dos o más hélices sobre el mismo eje, moviendo el líquido generalmente en la misma dirección. A veces dos agitadores operan en sentido opuesto creando una zona de elevada turbulencia en el espacio comprendido entre ellos.

MATERIALES Y METODOS

Tanque de agitaciónAgitador de héliceVernierJugo de naranja (cifrut)Tacómetro digital

Se lleno el tanque con jugo de naranja hasta una altura igual a su diámetro. Situando el agitador a una altura equivalente a un tercio del diámetro

Poner en marcha el agitador anotando la intensidad de consumo motorMedir la velocidad de agitación N (rpm),con las que se mueve el agitador.Con el regulador variar la potencia del motor, anotando la intensidad y numero de revoluciones para 10 posiciones distintas de reguladorRepetir el experimento.

TIPO DE FLUIDO Jugo de naranjaMODELO REOLOGICO Fluido newtoniano  TIPO DE AGITADOR Hélice  

Caracteríticas Dagitador(m) = 0,035Dtanque(m) = 0,15Hfluido(m) 0,164ancho aspa (m) 0,023

T(°C)= 20ρ (kg/m3) 1038μ(Pa.s) 0,0023

N(RPM)

N(s-1) I(A)

V(Voltios)

P(W) Re Po Fr ln(Re) ln(Po)

17,8 1,86 2 5 10 103028364,

6 0,01 6,937 10,253

23,8 2,49 2 7,5 15 137717799,

1 0,02 7,228 9,78751,6 5,40 2 10 20 2986 2328,7 0,10 8,002 7,75395,7 10,02 2 12,5 25 5538 456,3 0,36 8,619 6,123

113,5 11,88 2 15 30 6568 328,2 0,50 8,790 5,794139,3 14,58 2 17,5 35 8061 207,1 0,76 8,995 5,333

176,2 18,44 2 20 401019

6 117,0 1,21 9,230 4,762

288 30,14 2 22,5 451666

5 30,1 3,24 9,721 3,406

415 43,44 2 25 502401

4 11,2 6,7310,08

6 2,415

430 45,01 2 30 602488

2 12,1 7,2310,12

2 2,491

DISCUSIONES:

Ecuación: lnPo = -2.495 ln Re+ 27.70

Comparando:

lnPo = b*Re + lna

b = -2.495a = ant ln (27.70) = 1x1012

Po = a(Re)b

Po = 1x1012(Re)-2.495

DISCUSIONES

1. El valor de b para el agua y para el cifrut son -2,495. Esto indica que e

flujo del alimento dentro del agitador no es laminar sino turbulento.

2. Los valores de Re son mayores de 4000 para el cifrut. Estos valores

indican que el movimiento del fluido es de regimen turbulento.

3. El valor del a constante a es elevado del orden de 10 12

4. Al aumentar el modulo de Reynolds se observa que el módulo de

potencia disminuye. Si se sigue aumentando Re el valor de Po no se ve

afectado considerablemente.

5. Para módulos de Reynolds altos (> 10000) el valor del módulo de

Froude es considerable.

CONCLUSIONES

1. El flujo de las muestra es de tipo turbulento y se trata de fluido

newtoniano.

2. El modulo de potencia no se ve afectado considerablemente para

módulos de Reynolds mayores a 10000

3. Para un mismo agitador y para fluidos newtonianos el valor de las

constantes a y b son similares.

4. El módulo de Froude es insignificante debido a que se evito la formación

de vórtices durante la agitación. Sin embargo para Re muy elevados la

formación de vórtices es inevitable.

BIBLIOGRAFÍA descom.jmc.utfsm.cl/jcarmi/procesos2/documentos/.../agitacion.doc