Instituto Tecnológico de Mexicali

Ing. Química

Materia: Laboratorio Integral I

Practica #2: Lecho Empacado

Integrantes:

Blancas Wong Luis Adolfo

Blanchet Eduardo

Huizar Felipe de Jesus

Torres Tinoco Josua

Juarez Zavala Celina

Nombre del profesor:

Rivera Pazos Norman Edilberto

Objetivo: Determinar la caída de presión del agua a través de un lecho empacado y sin

relleno.

Objetivos específicos:

Determinar el tipo de fluido

Dependiendo del tipo de fluido, la ecuación para obtener la caída de presión se

modificara.

Introducción:

En estos tiempos se utilizan los lechos empacados en la industria, ya que este tipo de sistemas

da facilidad a darle uso en agrícola y filtración, solo por unos tantos que hay de aplicaciones.

El flujo a través del lecho empacado es relevante en los procesos industriales, por ejemplo en

aquellos procesos donde se necesitan caídas de presión, los procesos catalíticos,

Marco Teórico:

Los empaques incrementan la caída de presión, en el sistema y en consecuencia, cambios en

la dirección de la velocidad del fluido por el efecto de las fugas.

En un lecho de partículas con flujo ascendente, la circulación de un gas o un líquido a baja

velocidad no produce movimiento de las partículas. El fluido circula por los huecos del lecho

perdiendo presión. Esta caída de presión en un lecho estacionario de sólidos viene dada por la

ecuación de Ergun.

La resistencia al flujo de un fluido a través de los huecos de un lecho de sólidos es la resultante

del rozamiento total de todas las partículas del lecho.

Material:

•Bomba sumergible.

•Sellador

•Manguera de 5/8”

•Cuba hidroneumática

•Teflón

•Red

•Probeta graduada de 1L

•Conectores para mangueras

•Cronómetro

•Plastilina

Reactivo:•Perlas de ebullición

•Agua

Procedimiento:

Se llenó la cuba hidroneumática con agua a una temperatura de 20ºC donde se

sumergió la bomba conectada a una manguera de 5/8”. Se juntaron dos mangueras

conectadas por el conector donde en una parte de esta, se colocaron perlas de

ebullición de 5mm de diámetro. Las perlas se aislaron evitando el movimiento de las

mismas con una red la cual fue sellada con plastilina. Al momento de juntar la sección

transversal con las otras mangueras, se usó el teflón para apretar unas con otras y

evitar la fuga de agua, ya que si esta existiese, la caída de presión sería errónea y por

consiguiente los cálculos también.

Cuando todo estuvo conectado, se encendió la bomba para así hacer que el

agua subiera por las mangueras tomando el tiempo de cuánto tardaría en subir y pasar

por el lecho empacado hasta llenar un litro de agua. De esta manera con la fórmula de

presión, la calculamos tanto con perlas como sin ellas.

Cálculos y Resultados:

Para los cálculos se tomaron en cuenta muchas cosas como la esfericidad, la

fricción, el número de Reynolds, épsilon, caudal, la velocidad, la altura, la temperatura

del agua, etc.

Para calcular la caída de presión utilizamos esta fórmula para flujo laminar.

( Ecuación de Burke-Plummer," válida para (DpGo/p (l - E)) > 1000)

Para aplicar la siguiente formula, calculamos los siguientes parámetros.

Calcular el diámetro de partícula:

Calcular épsilon:

Calcular Densidad:

Ya que el agua en el momento de hacer la práctica estaba a 20, utilizamos esta

densidad.

ρH 2O a20°C=¿988.49Kgm3

Calcular V0

Es la velocidad sin relleno y se calcula de la siguiente manera.

Calcular Esfericidad

Tomamos 5 perlas de ebullición y con un vernier obtuvimos el diámetro por cada perla

y sacamos un promedio.

Relleno Flujo (m3/s) Velocidad (m/s) Caída de presión (Pa/m)

Empacado

Sin Empacar Empacado Sin Empacar Empacado

Sin Empacar

Perlas de Ebullición

0.3669 0.6274 0.038666667

0.054333333 656134.837 79.78

Análisis:

En esta práctica en particular se mostraba que mientras hubiese una obstrucción al

flujo de agua a través de la manguera (perlas) la presión aumentaría gradualmente. Si

se deja el flujo libre de empaques la presión disminuiría y esto llevaría a que el flujo

fuera continuo y sin variación de P. Tuvimos algunas fugas de agua y de esta manera

pudimos llegar a la conclusión de que éstas afectan a la P de la manguera y del lecho.

Con el lecho fluid izado se notaba que tardaba menos en llenarse 1L de agua a

comparación con el lecho empacado que medimos anteriormente; esto sucedía porque

la cantidad de perlas que se tenían en la sección transversal era de 150 perlas, lo cual

obstruía en gran medida el flujo.

Conclusión:

Podemos llegar a la conclusión de que la obstrucción del agua en el lecho empacado

hace que la presión aumenta exponencialmente comparado con el lecho sin relleno.

Mientras más empacado sea el lecho, más tardará en llenarse un litro de agua debido a

la carencia de espacio para que fluya el agua.

Bibliografía:

Fuente de cálculos, ecuaciones y suposiciones del lecho:

•Fenómenos de Transporte, R.B. Bird; W.E. Stewart; N.E. Lightfoot