¡Descarga OB tema 1 part 1 y más Apuntes en PDF de Ciencias Alimentarias solo en Docsity!
OPERACIONS BÀSIQUES
TEMA 1. TRANSPORT DE MOVIMENT (PART I)
“Todo proceso químico conducido a cualquier escala puede descomponerse en una serie ordenada de lo que pudieran llamarse Operaciones Unitarias, como pulverización, secado, cristalización, filtración, evaporación, destilación, etc. El número de estas operaciones unitarias no es muy grande, y generalmente unas cuantas de ellas intervienen en un proceso determinado”
Mecanismes de fenòmens de transport
- Moviment velocitat ( Llei de Newton)
- Matèria concentració ( Llei de Fick)
- Calor temperatures ( Llei de Fourier)
Transport quantitat de moviment
Que és? Mecànica de fluids: o Com es comporta un fluid en moviment? o Com és la força que cal aplicar?
Conceptes previs
- Classificació
- Reynolds
- Reologia
- Newtonians/no‐newtonians
Nomenclatura per resoldre Problemes
- Velocitat mitjana
- Cabal màssic
- Fracció màssica
- Cabal màssic individual
A la pràctica
Un cabal d’aigua de 0.05 m3/h circula per una conducció amb D = 1 cm. És laminar o turbulent?
Circulació de fluids per l’interior de conduccions
Càlcul de pèrdues de fricció
- Per a conduccions no cilíndriques, substituïm D per Dequivalent.
Secció anular
Secció rectangular
Canal obert
Σ Fa accidents: pèrdues degut al fregament produït pels canvis de direcció i magnitud de la velocitat. Dues opcions per calcular‐la:
- Longitud equivalent (Lequiv) de taules o gràfiques, i afegim a l’equació de Fanning:
- Càlcul de coeficient de l’accident (k) de taules
A la pràctica Transvàs d’aigua entres dos dipòsits de gran diàmetre, 1 obert i el 2 tancat, amb P=3.5 atm. La canonada que els connecta D=1” i una longitud de 120m, també hi ha: 1 vàlvula de seient oberta, 2 colzes de 90º de radi (com es veu representat a la figura). Determina la potència d’impulsió necessària per transvasar un cabal de 6m^3 /hr. Rugositat conducció 1.5 x 10‐5m
A la pràctica
- Llegim 4f = 0.
- f = 0.
- Calcular Lequiv per tots els accidents i sumar
- Substituir en equació Fanning
- Substituir en balanç d’energia (Bernoulli)
Càlcul pèrdues de fricció
Si no tenim el cabal, no podem calcular Ec ni ΣF,
Tenim dues incògnites i una equació! Es pot:
-Fer procés iteratiu
-Utilitzar el mètode Karman
Mètode Karman
Calculem el paràmetre:
Llegim a la gràfica Karman en funció de rugositat
Equips d’impulsió de líquids
S’ha d’introduir una bomba en us sistema sempre que la pressió alçada o energia inicial del líquid no sigui suficient per superar les pèrdues d’energia mecànica del circuit.
Partim de l’equació del balanç d’energia mecànica però plantejat en forma de “càrregues” és a dir, dividint cada terme per l’acceleració de la gravetat “g”.
on h = la càrrega total del circuit que és el que ha de subministrar la bomba.
Càrrega d’aspiració: ha
ha és la càrrega que té el líquid quan arriva a la boca de succió de la bomba. Es defineix com la suma de la càrrega (energia) de pressió i velocitat:
A partir del balanç de energia mecànica es pot calcular com
