transporte neumático final

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Manejo de materiales Ing. Química Práctica Transporte neumático Elaboró Rosa Noemí Figueroa Morales

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Page 1: Transporte neumático final

Manejo de materialesIng. Química

Práctica Transporte neumático

ElaboróRosa Noemí Figueroa Morales

CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIAS

Page 2: Transporte neumático final

INDICE

1. Objetivos

2. Teoría

3. Materiales y procedimiento

4. Dibujos, fotografías y diagrama de flujo

5. Tabla de concentración de datos y resultados

6. Cálculos

7. Discusión de resultados

8. Conclusiones

9. Bibliografía

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1. OBJETIVOS

Determinar la potencia necesaria tanto real como teórica para transportar un material sólido a través de un sistema de accesorios y tuberías.

Determinar las caídas de presión tanto teóricas como reales para los diferentes accesorios que componen el sistema.

Determinar el rendimiento del motor (soplador) del transporte neumático y determinar el rendimiento del equipo, así como del separador de fases.

2. Teoría

Una técnica importante en el manejo de materiales en la industria química es el desplazamiento de materiales suspendidos en corrientes de aire en distancia horizontales y verticales con una distancia media. En este tipo de transporte se manejan materiales que van desde polvos finos hasta gránulos de varios milímetros y densidades de masa desde 16 a más de 200 kg/m3.

La variedad de este tipo de transporte depende de las necesidades de cada diseño del proceso.

La capacidad de un sistema de transporte neumático depende:

La densidad del producto. El contenido de energía del aire de transporte a lo largo del sistema. El diámetro de línea de transporte. La longitud equivalente de la línea de transporte.

La capacidad mínima es alcanzada cuando la energía libre del aire de transporte o la velocidad del aire es apenas suficiente para lograr que el material se desplace a lo largo de la línea sin detenerse.

Las instalaciones de un transportador pueden ser permanentes o portátiles. Los controles para este equipo varían desde motores de arranque simple y mangueras conectadas a mano hasta sistemas de control electromecánico.

Los transportadores neumáticos se clasifican según cinco tipos básicos:

De presión De vacío. De combinación. De fluidización. De tanque ventilador.

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Para el diseño de un transportador neumático es necesario considerar algunas variables pero el uso de nomogramas es más común, estos últimos permiten saber aproximadamente la potencia y tamaño del transportador en función del producto a granel haciendo más práctica la planeación del proyecto.

En transportadores neumáticos el fluido de la suspensión es un gas generalmente aire, que circula con velocidades comprendidas entre 50 y 100 ft / s. En tuberías con diámetros comprendidos entre 2 y 16 pulgadas. La relación entre la masa del sólido y de gas r es generalmente menor que 5; para tales suspensiones la velocidad crítica puede estimarse a partir de la relación empírica:

Donde DP es el diámetro de la mayor partícula que ha de ser transportada, en la ecuación anterior se han de utilizar unidades inglesas.La caída de presión que se requiere pasar a través de un sistema neumático de transporte es pequeña, pero aumenta grandemente cuando es preciso adicionar energía para levantar y mover los sólidos.

Este requerimiento adicional de energía, según un balance de energía mecánica está basado en la siguiente ecuación:

La energía ES es suministrada por el aire y es transmitida a las partículas sólidas por medio de la acción de las fuerzas de rozamiento entre el aire y el sólido. La energía E S es un término de trabajo y debe aparecer en el balance de energía mecánica para el aire.

Suponiendo que la caída de presión es una pequeña fracción de la presión absoluta, el aire puede considerarse como un fluido no compresible de densidad constante, correspondiente a la densidad media entre la entrada y la salida del aire.

Si se desprecia la variación de la carga de velocidad, se admite que el factor de energía cinética es la unidad y se tiene en cuenta, la ecuación de Bernoulli, por unidad de masa adquiere la forma:

Donde hf es la fricción total en la corriente. Eliminando Es de las ecuaciones anteriores y despejando para la caída de presión se obtiene:

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En la bibliografía se consideran métodos para calcular las pérdidas por fricción. El problema de flujo simultáneo de dos fases es complejo y rara vez se pueden calcular las pérdidas por fricción con exactitud. Sin embargo, en muchos sistemas de transporte las pérdidas por fricción son pequeñas en comparación de las pérdidas que resultan de la elevación y la aceleración de los sólidos, la caída total de presión dada por la última ecuación es en general insuficientemente exacta habida en cuenta de la incertidumbre del factor de fricción.

3. Materiales

PROCEDIMIENTO

1) Asegúrese que el equipo este limpio, y que el material no contenga objetos que puedan interferir con el movimiento del alimentador o puedan tapar la entrada u obstruir al transportador helicoidal del alimentador.

2) Asegúrese que la instalación eléctrica este correcta (110 volts) y no este dañada.

3) Realiza una corrida con puro aire a la velocidad óptima y anote las caídas de presión en los diferentes accesorios utilizando el panel de control en forma adecuada.

4) Enseguida alimente el material, ajuste la velocidad del aire con su control y tome una serie de datos para el sólido a transportar en todos los puntos mediante el panel de control y anótelos en su tabla de concentración de datos.

5) Calcule la velocidad del material mediante la longitud equivalente del sistema y obtenga la capacidad de trabajo del transportador, esto pesando en la descarga material en uno o dos minutos.

6) Una vez obtenido todos los datos, descargue todo el sistema del material, apagando el alimentador y esperando a que se transporte todo, desconecte y guarde el material utilizado, herramientas, etc.

4.- dibujos, diagramas de flujo, esquemas, etc.

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4. TABLA DE CONCENTRACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS

Sección Descripción L/D Manómetroha

Manómetroaceite

ha + hp

1 a 2 Recta Inclinada 60.23622052 a 3 Codo 90° 413 a 4 Codo 90° 414 a 5 Recta Ascendente 15.5511811 0.065 a 6 Codo 180° 75 0.116 a 7 Recta Descendente 9.84251969 0.087 a 8 Codo 90° 41 0.088 a 9 Recta Horizontal 48.8188976 0.27

9 a 10 Ciclón Primario - 0.510 a 11 Codo 90° 41 0.311 a 12 Ciclón Secundario -

SUMAS 1.11 3.3 1.2 3.45. EJEMPLOS DE CALCULOS

Obtención de Área

Sustitución

De la lectura del manómetro de Magnhelic (resulto 0.2) se obtuvo que la velocidad del aire es 1820 ft/min.

1820 ft/min = 924.44 cm3/seg

Obtención de Qaire

Sustitución

hp = 1.2 inH2O = 3.048 cmH2O

Cálculo de la Potencia real

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Sustitución

14278.17cm.g/s = .14278Kg.m/s = 1.8305*10-3 HP

Cálculo de Potencia eléctrica

Sustitución

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POTENCIA TEORICA

Obtención de Re

Sustitución

Los valores de f se encuentran en la grafica del factor de fanning

f = 0.03

Calculo para ha

Sustitución

CALCULO DE CT

Se hicieron dos corridas diferentes para obtener el CT los resultados fueron 74.5g/min y 70g/min por lo tanto el promedio es 72.25g/min.72.25g/min = 0.004335 ton/hr

Calculo de hp

Sustitución

0.384229 inH2O = 0.97594 cmH2O = 1.0081gr/cm2

Obtención de hc

Sustitución

Obtención de Potencia Teórica

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Sustitución

8483067.02cmgr/s = 1.087HP

6. DIBUJOS, FOTOGRAFIAS Y DIAGRAMA DE FLUJO

Fotografías del equipo

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Fig. 1

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7. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

En esta práctica se tuvieron dificultades en el manejo de las unidades puesto que se necesitan diferentes tipos y hay que poner especial atención en la congruencia.El resultado no fue satisfactorio puesto que se supone que la potencia real es mayor que la potencia teórica y en este caso no fue así.

La obtención de los resultados directos en la practica fueron muy pocos pero se recompensa con los datos que se tienen que sacar en forma analítica.

8. CONCLUSIONES

En la teoría se ha mencionado que el transporte neumático es apropiado para manipular materiales granulados y pulverizados que fluyen fácilmente y no se compactan. El rango de las densidades o la gran variedad de materiales desde polvo de cal hasta algunos tipos de semillas hacen de este transporte uno de los más prácticos y seguros aunque la potencia que se exige por tonelada transportada por unidad de tiempo es alta a comparación de otros transportadores mecánicos.

El equipo utilizado en el experimento sirve mucho para observar el flujo así como la velocidad mínima necesaria para evitar las acumulaciones en los codos, pero esto sólo se puede corregir o afinar precisamente en plantas pilotos como éste.

Si las dos prácticas anteriores fueron rápidas esta lo fue aún más; por esto, aparte del control del sistema durante el experimento la observación de su funcionamiento permite comprender los conceptos con mayor claridad. Sólo existió cierta duda sobre los fundamentos en lo que se basa el funcionamiento de los medidores de la velocidad de

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Fig. 2

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flujo. De la misma forma que en las anteriores prácticas estas se desarrollo sin dificultades.

9. BIBLIOGRAFIA

Brown, G.G.; “Operaciones Básicas de la Ingeniería Química”, Ed. Manuel Marín, España, 1965.

Geankoplis, C. J.; “Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias”, 4ª edición, Grupo Editorial Patria, México, 2008.

Perry, R.H.; Green, D.W.; Maloney, J.O. "Manual del ingeniero químico", 6ª ed. (3ª en español), McGraw-Hill, México, 1997.

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