Practica 6 Perdidas de presión a través de columnas empacadas

ESIQIE Laboratorio de flujo de flujo de fluidos

Profesora Nora TafoyaCarmona rodríguez Andrea Elizabeth

Objetivo general:

Determinar las caídas de presión de un fluido que circula a través de columnas empacadas con diferentes características

Objetivo general:Determinar las caídas de presión de un fluido que circula a través de columnas empacadas con diferentes características.

Objetivos particulares:• Determinar la perdida de presión experimental (ΔPexp) de un fluido que circula a través de una columna empacada, con empaque de forma esférica.• Determinar el factor de fricción experimental de cada columna en fricción del numero de Reynolds modificado (Rem)• Graficar la pérdida de presión experimental (ΔPexp) contra el gasto volumétrico (Gv) para cada columna empacada, para interpretar el comportamiento hidráulico de las columnas.• Graficar el factor de fricción modificado (fm) contra el número de Reynolds modificado (Rem) para cada columna empacada, para interpretar el comportamiento hidráulico de las columnas.

COLUMNAS EMPACADAS

COLUMNAS EMPACADAS

Las columnas empacadas son usadas para destilación, absorción de gases, yextracción liquido-liquido; solamente la destilación y la absorción se considerarán enesta ensayo. La desorción (“stripping”) es el inverso de la absorción y se aplican losmismos métodos de diseño

Uso de columnas empacadas Las columnas empacadas son utilizadas para

llevar acabo procesos de una formaeficiente, entre dichos procesos para los cuales se ocupan son para la transferencia de calor y de masa; la   extracción de impurezas de un gas y la filtración, por mencionar algunos. Clasificación de los lechos empacados, por su conformación estructural

Los lechos empacados se clasifican de acuerdo a las características físicas en:

Lechos empacados porosos : Este tipo de lecho se conforma con materiales porosos, similares a las estructuraspreparadas; tales como: partículas de alúmina sinterizadas, esponjas de espuma depoliuretano, colchones de espuma de caucho, etc.

Lechos empacados rellenos: Este tipo de lecho se conforma de partículas sólidas, homogéneas por ejemplo: pilas de rocas, filtros de arena, cigarrillos, columnas de absorción

Tipos de lechos

Equipo utilizado

• Un tanque Rotoplast con una capacidad de 450 litros de diámetro 84 cm, con un indicador de nivel externo (de vidrio), utilizado para la alimentación del agua al sistema.• Una bomba centrifuga, acoplada a un motor eléctrico monofásico de 1.0 HP que trabaja a 3,05/34709 r.p.m, para transformar el fluido al equipo.• Un rotámetro marca Fisher and Porter modelo 10A3665 con flotador 3/4 –GNSVGT59 para manejar agua con una capacidad de 19.8 l/min

• Cuatro columnas con una longitud de 93 cm, empacadas con esferas de vidrio de diferente tamaño.• Una columna de vidrio de 1 pulgada de diámetro interior, empaques esféricos de vidrio con diámetro de 1.25 cm.• Una columna de vidrio de 1½ pulgadas de diámetro interior, con empaquesesféricos de vidrio con diámetro de 1.45 cm.

• Una columna de vidrio de 2 pulgadas de diámetro interior, con empaques esféricos de vidrio con diámetro de 1.45 cm.• Una columna de acero al carbón de 2 pulgadas de diámetro nominal cedula 40, con empaques esféricos de vidrio con diámetro de 1.45 cm.• Una celda de presión diferencial tipo neumática con una entrada de 20 in/pulg², y una señal de salida de 3-15 lb/pulg².• Un manómetro tipo Bourdon de bronce para alimentación del aire al transmisor de presión diferencial, con caratula de 1 1/2 pulgadas, y con un rango de medición de 0-7 kgf/cm² y de 0-100 ibf/pulg2.• Un manómetro tipo Bourdon de bronce para la toma de señal de salida del transmisor depresión diferencial, con caratula de 2 pulgadas, y con un rango de medición de 0-2kgf/cm²• Un manómetro de presión diferencial tupo “U” con mercurio como líquido manométrico y con escala de graduación de 0 a ± 20 cm de Hg.

Instructivo de operación.

  1) Cerrar todas las válvulas.

  2) Abrir válvulas VG1 y VG2 para llenar el tanque de alimentación.

  3) Abrir válvula VB1 de salida de tanque de alimentación.

  4) Abrirválvula VC2 de retorno al tanque de alimentación.

  5) Abrir válvula VC3 de alimentación ascendente a las columnas empacadas.

  6) Abrir válvulas VC4 y VC5 de alimentación y descarga de la primera columna.

 

7) Abrir válvulas VA1 y VA2 de las tomas de presión de la primera columna.

  8) Abrir válvulas VC6 y VG3 de retorno al tanque de alimentación.

  9)   Abrir parcialmente válvula VG4 para regular gasto en el rotámetro.

  10)   Abrir válvula general VC7 de alimentación de aire.

  11)   Abrir válvula de   aguja VA9 de la línea de aire.

  12)   Abrir válvula de globo VG5 de la línea de aire (actualmente se encuentra abierta).

  13)   Verificar que la lectura del manómetro tenga una presión de 1.4 kgf/cm², de no ser así, mover o regular la presión con la válvula de control de presión PCV.

  14)   Accionar la bomba BC1.

  15)   Abrir la válvula VG4 hasta tener un gasto máximo de 75% en el rotámetro.

  16)   Registrar en la tabla de datos experimentales la presión observada en el manómetro.

  17)   Repetir paso 16 para los porcentajes restantes del rotámetro.

  18)   Una vez terminadas las lecturas de la columna 1, cambiar el flujo a la columna 2; abriendo primero la válvula de descarga VC8 de la columna 2 y después la válvula de alimentación VC9.

  19)   Cerrar válvulas de la columna anterior, primero alimentación VC4 y después de la descarga VC5.

  20)   Cerrar VA1 y VA2 y luego abrir las válvulas de aguja VA3 y VA4 de la columna 2.

 .

21)   Abrir VG4 hasta que el rotámetro marque el 100%.

  22)   Registrar en la tabla de datos experimentales la presión observada en el manómetro.

  23)   Repetir paso 22 para los porcentajes restantes del rotámetro.

  24)   Una vez terminadas las lecturas de la columna 2, repetir la misma secuencia para lascolumnas 3 y 4.

  25)   Parar la bomba BC1.

  26)   Cerrar alimentación de rotámetro VG4.

  27)   Cerrar la válvula de alimentación de aire VC7 y/o la válvula VA9.

2.5 Tabla de datos experimentales

Cálculos experimentales Calculo de gasto masa Calculo de gasto volumetrico Obtener datos area transversal Calcular reynolds modificadoCalcular perdida e presion por medio de la

grafica Calcular factor de friccion modificado (Fm)Realizar graficas de P vc GV y Fmvs Rem