sedimentacion de particulas en tratamiento de agua

7/24/2019 Sedimentacion de Particulas en Tratamiento de Agua

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLOESCUELA DE INGENIERIA QUIMICAFACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

Expositor : Mg Juan del Carmen Mimbela Len

Trujillo, 20 de Octubre del 2015

SEDIMENTACION EN EL TRATAMIENT

AGUA

MODULO DEL CURSO:


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SEDIMENTACION DE UNA PARTICULA EN UN

Los principios que gobiernan lasedimentacin de una partcula en unfluido son aplicaciones para laeliminacin de los slidos en

suspensin de un ro, el diseo declarificadores en el tratamiento de aguao el tratamiento de aguas residuales.


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PARTICULA

FD FB

FE

FR

FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE UNA PARTICULA QUE SEDIMENTA EN UN FLUI

F = F - FR E B

F = Fuerza resultante cuandvelocidad terminalR

F = Fuerza externa (gravedE

F = Fuerza flotacinB

F = Fuerza de friccinD


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Estas fuerzas se pueden expresar como:

R

E E

B

p

E

p = densid = densid

u = velocp


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Sustituyendo los valores de F , F , F y F

R E B Dy reordenando tenemos:

F = F - F - FR E B D

p

p

D


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D

D p2

Experimentalmente, se ha encontrado que la fuerza de friccin es:

F = Fuerza de friccinD

Ap = rea proyectada de la partcula en ngulorecto a la direccin de la sedimentacin.

C = Coeficiente de resistencia al avance o de friccinD

p

p

D p2


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Ahora si suponemos que la partcula es esfera:

p

2p

p3

p pp

Despejando y sustituyendo los valores en la ecuacin anterior, tenemos:

p D

p

2

p p


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La velocidad de sedimentacin terminal : t

se alcanza muy pronto. En este punto :

Por lo tanto despejando t, obtenemos:

p p

D

1/2

t

Esta ecuacin es aplicable a partculas en proceso de sedimentacin (as como a partculas en ascenso ( < ), como aceite o aire en agua.p


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D n

Experimentalmente se ha encontrado que C es una funcin del nmero deReynolds adimensional Re:

D

En donde los valores de b y n son los que se indican en la siguiente tabla:

Flujo Re b n Comentario

Laminar < 2 24 1Predomina la resistenci

avance por friccin.

Intermedio 2 - 500 18.5 0.6

La resistencia al avance

friccin y por la forma s

importantes.

Turbulento 500 200,000 0.44 0Predomina la resistenci

avance por forma.


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El nmero de Reynolds, Re, se define como:

p

Donde es la viscosidad dinmica ( absoluta) del medio.

Para condiciones de flujo laminar: b = 24 y n = 1

Dp

D n


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Sustituyendo en la ecuacin, siguiente:

p p

D

1/2

t

Obtenemos la siguiente relacin:

2

t

p p

NOTA: Esta es la ecuacin terminal de Stokes, aplicable flujo es laminar y las partculas son esfrica.


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La materia es suspensin enaguas naturales y aguasresiduales y las emisiones departiculados que sedimentan

en el aire rara vez son deforma esfrica.

AHORA TENER PRESENTE LO SIGUIENTE:


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Estas partculas tienen un reasuperficial por unidad devolumen mayor que la de unaesfera y, por consiguiente, seasientan con mayor lentitud

que las esferas de volumenequivalente.

PARTICULAS CON FORMA DIFERENTE A LA ESF

NO DEFINIDO


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Para partculas de forma irregular se

ha definido un ndice llamadoesfericidad, de modo que :

p

p p

Ap = rea de la partcula

Vp = Volumen de la partcula

INDICE DE ESFERICIDAD

= ndice relativo de la redondez de la partcula y es adimensional


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Calcule la velocidad de sedimentacin de dos partculas esfriy (b) 0.01 mm de dimetro en agua inmvil con una temperatudensidad relativa de las partculas es de 2.65. Suponga condiclaminar. Un tiempo de retencin comn para tanques de sedde 2 horas. Se asentarn estas partculas hasta el fondo de3.5 m de profundidad en ese tiempo? 20C,agua=998 kg/m998 kg/m^3, 20c,agua=1.00 x 10^(-3) kg/m.s

Ejercicio N01


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Gracias!
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