7/29/2019 Lechos Porosos - Kristoper Garcia Mendo
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Universidad Nacional de Trujillo
Sub Sede Valle Jequetepeque
Kristoper Garca Mendo
FACULTA DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
ESCUELA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
INGENIERIA DE ALIMENTOS II
INGENIERO UBERT ARTEGA MIANO
LECHOS POROSOS
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INTRODUCCION
2UNT
LECHOSPOROSOS
Circulacin de fluidos a travs de lechos formados
por partculas slidas
Operaciones de filtracin
Flujo a travs de columnas de relleno
Destilacin, absorcin, adsorcin, intercambio
inico.
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INTRODUCCIN
3UNT
LECHOSPOROSOS
En la filtracin el fluido pasa a travsde una masa de partculas depositadaen un medio filtrante
En destilacin, absorcin, adsorcin,
intercambio inico el fluido atraviesaun lecho de partculas slidas cuyascaractersticas no cambian
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Lechosporosos 4UNT
LEYDEDARCY
La velocidad media es directamente proporcional a la cadade presin e inversamente proporcional al espesor
Kdependedelaspropiedadesfsicasdellechoydelfluidoquecirculaatravsdellecho
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INTRODUCCIN
5UNT
LEYDEDARCY
Rgimen Laminar
La resistencia que ofrece el lecho al flujo del fluido es
debida principalmente a rozamientos viscosos
1/ = Coeficiente de permeabilidad
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Lechosporosos 6UNT
INTRODUCCIN
PERMEABILIDAD
La unidad de la permeabilidad es el "Darcy Lapermeabilidad es la capacidad de un medio poroso
para que un flujo lo atraviese a razn de 1 mL/(scm) de
un lquido con una viscosidad de 1 cp, bajo una cada depresin de 1 atm/cm, sin alterar su estructura interna.
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DEFINICIONES
7UNT
POROSIDADOFRACCINDEHUECOS
Volumen del lecho no ocupado por elmaterial slido
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DEFINICIONES
8UNT
SUPERFICIEESPECFICA
Lecho
Partcula
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UNT
SUPERFICIEESPECFICADEUNAPARTCULAESFRICA
Partcula
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UNT
ESFERICIDADMedida para caracterizar la forma de partculas irregulares y
otras no esfricas. Se define como:
=Igualvolumen
Superficie de la esferaSuperficie de la partcula
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DEFINICIONES
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ESFERICIDAD
Formadelapartcula Esfericidad
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DEFINICIONES
12UNT
DIMETRODEPARTCULA
Dimetro equivalente de una partcula no esfrica.
Dimetro que poseera una esfera cuya relacin reasuperficial a su volumen fuese la misma que la que posee lapartcula
Dp=dr
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UNT
CARACTERSTI CASDEL LECHO
D = dimetro de columnaL= espesor del lecho
L= longitud de un canalDe = dimetro equivalente de un canal
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DFINICIONES
14UNT
CARACTERSTI CASDEL LECHO
Nmero de canales por m2 de seccin transversal de lecho = n
Nmero total de canales del lecho = n
rea interfacial de 1 canal =
rea interfacial del lecho =
.De.L
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CARACTERSTI CASDEL LECHO
Volumen del lecho = VL
Volumen lecho ocupado por partculas = VL(1-)
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DEFINICIONES
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CARACTERSTI CASDEL LECHO
Superficie especfica de partculaaS0
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CARACTERSTI CASDEL LECHO
Superficie especfica del lechoaS
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DEFINICIONES
18UNT
CARACTERSTI CASDEL LECHO
Dimetro equivalente de un canal De
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19UNT
CARACTERSTI CASDEL LECHO
Dimetro equivalente de un canal De
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20UNT
CARACTERSTI CASDEL LECHO
Velocidad de circulacin a travs de un canal =vC
Velocidad a travs de la columna libre de partculas =v
Seccin de paso de la columna =S
Seccin de paso de los canales =SC
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CARACTERSTI CASDEL LECHO
Ecuacin de continuidad
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FLUJOLAMINAR
22UNT
ECUACINDEKOZENY-CARMAN
Aplicacin ecuaciones de Bernoulli y Fanning
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FLUJOLAMINAR
23UNT
ECUACINDEKOZENY-CARMAN
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Lechosporosos
FLUJOLAMINAR
24UNT
ECUACINDEKOZENY-CARMAN
Ecuacin deKozeny-Carman
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FLUJOLAMINAR
25UNT
Permeabilidad
Constante de Kozeny
Tortuosidad
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EFECTODEPARED
26UNT
Las partculas en contacto con la pared estn menoscompactadas
La resistencia ofrecida es distinta y deber rectificarse con unfactorKP
Cada real de presin:
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Lechosporosos
FLUJOTURBULENTO
27UNT
ECUACINDEBURKE-PLUMMER
Aplicacin ecuaciones de Bernoulli y Fanning
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28UNT
ECUACINDEBURKE-PLUMMER
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Lechosporosos 29UNT
ECUACINDEBURKE-PLUMMER
Ecuacin de Burke-Plummer'.L.v2(1)
3dP(P)3f
=.k3
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dP dPv
Lechosporosos
FLUJOGLOBAL
30UNT
'' 3f'(1) 23v36K''(1)23 2( P)L
' .L.v2(1)3dP
ECUACINDEERGUN
Combinacin lineal rgimen laminar-turbulento
(P)3f
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' 36K (1)
dP
' 3f (1)
dP
31UNT
23
'
3 2
'' 2
vv( P)L
EcuacindeErgun
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MDULODEREYNOLD
32UNT
M. Reynolds para 1 canal:
M. Reynolds modificado:
M. Reynolds de partcula:
FACTOR DE FRICCIN
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FACTORDEFRICCIN
33UNT
Factor friccin modificado
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Lechosporosos 34UNT
Factor friccin modificado
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Lechosporosos
FLUJOGLOBAL
35UNT
ECUACINDECHILTON-COLBURN
Relleno con gas y lquido circulando en contracorriente
Rgimen laminar (Re 40)
CADADE PRESIN REAL
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CADADEPRESINREAL
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Factor para partculas huecasKr
Factor efecto paredKp
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37UNT
FLUIDIZACIN
La fluidizacin es un proceso por el cual una corriente
ascendente de fluido (lquido, gas o ambos) se utilizapara suspender partculas slidas. Desde un punto devista macroscpico, la fase slida (o fase dispersa) secomporta como un fluido, de ah el origen del trmino
"fluidizacin".Al conjunto de partculas fluidizadas se ledenomina tambin "lecho fluidizado".
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FLUIDIZACIN
Aplicaciones
Clasificacin mecnica de partculas en base a su
tamao, forma o densidadLavado o lixiviacin de partculas slidas
Cristalizacin
Adsorcin e intercambio inico
Intercambiado de calor en lecho fluidizado
Bioreactores de lecho fluidizado
FLUIDIZACIN
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Lechosporosos
FLUIDIZACIN
39UNT
Intercambiado de calor en lecho fluidizado: Secado
Lecho fluidizado continuo cicloABIERTO Lecho fluidizado continuo ciclo CERRADO
FLUIDIZACIN
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Lechosporosos
FLUIDIZACIN
40UNT
Intercambiado de calor en lecho fluidizado: Secado
LECHO FLUIDIZADO POR BACHES
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41UNT
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42UNT
VELOCIDADMNIMADEFLUIDIZACIN
Velocidad a la que comienza a fluidizarse el lecho
Existe un equilibrio dinmico entre la fuerza que el campo
gravitatorio y el fluido ejercen sobre las partculas
Fuerza gravitatoria
Fuerza de presin
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Lechosporosos 43UNT
VELOCIDADMNIMADEFLUIDIZACIN
Equilibrio dinmico entre fuerzas
La cada de presin se obtiene de la ecuacin de Ergun
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44UNT
VELOCIDADMNIMADEFLUIDIZACIN
RgimenLaminar
El trmino dev2delaecuacindeErgunesdespreciable
Velocidad mnima de fluidizacin
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VELOCIDADMNIMADEFLUIDIZACIN
RgimenTurbulento
El trmino de vdelaecuacindeErgunesdespreciable
Velocidad mnima de fluidizacin
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Lechosporosos 46UNT
VELOCIDADMNIMADEFLUIDIZACIN
RgimenTransicin
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FLUIDIZACIN
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Lechosporosos
FLUIDIZACIN
48UNT
POROSIDADMNIMADEFLUIDIZACIN
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GRACIAS!!