Por que es importante estudiar el movimiento de flujos en filtración? Este fenómeno nos permite conocer una Ley muy importante con la cual se dio inicio al estudio de flujos en medios porosos; la hidráulica de aguas subterráneas se basa en la Ley de Darcy, así como otras operaciones unitarias, tales como la filtración, la fluidización
Los modelos para el flujo a través de lechos porosos.
Ley de Darcy
El movimiento de flujos a través de lechos porosos se puede caracterizar a través de variables que se deben considerar para el análisis de alguna operación unitaria en un proceso. Tales variables son por ejemplo las características de la partícula, el medio
Existen ecuaciones que permiten determinar la velocidad superficial, altura del lecho y porosidad superficial. Asimismo, resolverás problemas aplicando las ecuaciones de la Ley de Darcy y las ecuaciones de flujos a través de lechos porosos como son Konezy Karman, Burke- Plummer, Ergun y Chilton Colburn.
(Coulson et al ., 2003).
(Coulson et al ., 2003).
La ecuación de Carman-Kozeny Se utiliza en el campo de la dinámica de fluidos para calcular la caída de presión de un fluido que fluye a través de un lecho compacto de partículas sólidas. Esta ecuación relaciona la permeabilidad del tubo lleno de partículas con la porosidad entre partículas, la morfología del lecho y el tamaño y la forma de las partículas. Kozeny modeló el lecho empacado utilizando tubos capilares paralelos de igual longitud y diámetro obteniéndose la siguiente ecuación para la descripción del modelo:
(Coulson et al ., 2003).
Los medios porosos son de gran utilidad en la filtración donde el fluido atraviesa la masa de partículas depositadas en el medio filtrante o también en proceso tales como la destilación, absorción, adsorción, intercambio iónico donde el fluido de dicho lecho de partículas sólidas son atravesadas y no cambian sus condiciones
( Ibañez et al., (2005).
Ecuación de Burke- Plummer (régimen turbulento) El flujo turbulento es más comúnmente desarrollado debido a que la naturaleza tiende al desorden y esto en términos de flujos significa tendencia a la turbulencia, este tipo de flujos se caracterizan por sus trayectorias en forma circular cuando las velocidades de flujo son altas o sus fuerzas de viscosidad son muy pequeñas.
El fluido al pasar por un tubo o pared sufre una fuerza de fracción la cual se debe al contacto de dos superficies, dicha fuerza se opone al movimiento entre ambas superficies (fuerza de fricción), se debe a las imperfecciones, cuya gran mayoría son microscópicas, entre las superficies en contacto.
( Ibañez et al., (2005).
Ecuación de Ergun y de Chilton- Colburn (flujo global laminar- turbulento) En la industria existen operaciones unitarias en las que pueden intervenir dos flujos al mismo tiempo, cada uno con características propias. Un ejemplo de ellos podrían ser los reactores catalíticos que se usan en la industria farmacéutica para obtener glicerina.
En la ingeniería existen operaciones unitarias en las que intervienen las ecuaciones de Konezy- Karman y Burke- Plummer, tales como en una columna de lecho en la que existe una pérdida de presión y como resultado hace fluir aire a través de una columna de lecho cargada de granos en la que se relacionan los dos tipos de flujos (laminar y turbulento), así como las variables de diámetro, porosidad y superficie especifica
( Ibañez et al., (2005).
El flujo turbulento es más comúnmente desarrollado y común porque en la naturaleza existe la tendencia al desorden y el flujo turbulento, como su nombre lo dice, tiende a la turbulencia. Dicho flujo se caracteriza por trayectorias circulares erráticas similares a los remolinos, se realiza cuando la velocidad del flujo es muy grande, o tienen una viscosidad muy pequeña. La turbulencia se puede originar por la presencia de paredes en contacto con el fluido o por la existencia de capas que se mueven a distintas velocidades. Esta combinación lineal al unir las ecuaciones de Konezy-Karman y Burke-Plummer está representada por la ecuación matemática
( Ibañez et al., (2005).
Ecuación de caída de presión contra velocidad Al inicio de la fluidización cuando el peso de las partículas es igual por la caída de presión, recordemos que:
(Patiño, 2010).
Integra además por modelo, las innovaciones de los campos o el campo que elijas enlistados en el punto 1.
Referencias Bibliográficas 1.- Coulson, J.M., et al (2003). Ingeniería Química “Operaciones Unitarias Básicas volumen 1”, Barcelona: Ed. Reverte. 2.- Ibarz, A. et al. (2005). Operaciones Unitarias de los Alimentos. España: Mundiprensa. 3.- Patiño, S.J. (2010). Principios Básicos de Fluidización, capítulo tres. Tesis, Universidad de Las Américas, Puebla.
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Elizabeth Ramirez Casarrubias
Created on January 30, 2024
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Por que es importante estudiar el movimiento de flujos en filtración? Este fenómeno nos permite conocer una Ley muy importante con la cual se dio inicio al estudio de flujos en medios porosos; la hidráulica de aguas subterráneas se basa en la Ley de Darcy, así como otras operaciones unitarias, tales como la filtración, la fluidización
Los modelos para el flujo a través de lechos porosos.
Ley de Darcy
El movimiento de flujos a través de lechos porosos se puede caracterizar a través de variables que se deben considerar para el análisis de alguna operación unitaria en un proceso. Tales variables son por ejemplo las características de la partícula, el medio
Existen ecuaciones que permiten determinar la velocidad superficial, altura del lecho y porosidad superficial. Asimismo, resolverás problemas aplicando las ecuaciones de la Ley de Darcy y las ecuaciones de flujos a través de lechos porosos como son Konezy Karman, Burke- Plummer, Ergun y Chilton Colburn.
(Coulson et al ., 2003).
(Coulson et al ., 2003).
La ecuación de Carman-Kozeny Se utiliza en el campo de la dinámica de fluidos para calcular la caída de presión de un fluido que fluye a través de un lecho compacto de partículas sólidas. Esta ecuación relaciona la permeabilidad del tubo lleno de partículas con la porosidad entre partículas, la morfología del lecho y el tamaño y la forma de las partículas. Kozeny modeló el lecho empacado utilizando tubos capilares paralelos de igual longitud y diámetro obteniéndose la siguiente ecuación para la descripción del modelo:
(Coulson et al ., 2003).
Los medios porosos son de gran utilidad en la filtración donde el fluido atraviesa la masa de partículas depositadas en el medio filtrante o también en proceso tales como la destilación, absorción, adsorción, intercambio iónico donde el fluido de dicho lecho de partículas sólidas son atravesadas y no cambian sus condiciones
( Ibañez et al., (2005).
Ecuación de Burke- Plummer (régimen turbulento) El flujo turbulento es más comúnmente desarrollado debido a que la naturaleza tiende al desorden y esto en términos de flujos significa tendencia a la turbulencia, este tipo de flujos se caracterizan por sus trayectorias en forma circular cuando las velocidades de flujo son altas o sus fuerzas de viscosidad son muy pequeñas.
El fluido al pasar por un tubo o pared sufre una fuerza de fracción la cual se debe al contacto de dos superficies, dicha fuerza se opone al movimiento entre ambas superficies (fuerza de fricción), se debe a las imperfecciones, cuya gran mayoría son microscópicas, entre las superficies en contacto.
( Ibañez et al., (2005).
Ecuación de Ergun y de Chilton- Colburn (flujo global laminar- turbulento) En la industria existen operaciones unitarias en las que pueden intervenir dos flujos al mismo tiempo, cada uno con características propias. Un ejemplo de ellos podrían ser los reactores catalíticos que se usan en la industria farmacéutica para obtener glicerina.
En la ingeniería existen operaciones unitarias en las que intervienen las ecuaciones de Konezy- Karman y Burke- Plummer, tales como en una columna de lecho en la que existe una pérdida de presión y como resultado hace fluir aire a través de una columna de lecho cargada de granos en la que se relacionan los dos tipos de flujos (laminar y turbulento), así como las variables de diámetro, porosidad y superficie especifica
( Ibañez et al., (2005).
El flujo turbulento es más comúnmente desarrollado y común porque en la naturaleza existe la tendencia al desorden y el flujo turbulento, como su nombre lo dice, tiende a la turbulencia. Dicho flujo se caracteriza por trayectorias circulares erráticas similares a los remolinos, se realiza cuando la velocidad del flujo es muy grande, o tienen una viscosidad muy pequeña. La turbulencia se puede originar por la presencia de paredes en contacto con el fluido o por la existencia de capas que se mueven a distintas velocidades. Esta combinación lineal al unir las ecuaciones de Konezy-Karman y Burke-Plummer está representada por la ecuación matemática
( Ibañez et al., (2005).
Ecuación de caída de presión contra velocidad Al inicio de la fluidización cuando el peso de las partículas es igual por la caída de presión, recordemos que:
(Patiño, 2010).
Integra además por modelo, las innovaciones de los campos o el campo que elijas enlistados en el punto 1.
Referencias Bibliográficas 1.- Coulson, J.M., et al (2003). Ingeniería Química “Operaciones Unitarias Básicas volumen 1”, Barcelona: Ed. Reverte. 2.- Ibarz, A. et al. (2005). Operaciones Unitarias de los Alimentos. España: Mundiprensa. 3.- Patiño, S.J. (2010). Principios Básicos de Fluidización, capítulo tres. Tesis, Universidad de Las Américas, Puebla.