Mezclado, Aireación Flashcards
A que escala de tamaño ocurre la dispersión? Tiene que ver con la longitud de Kolmogorov?
Ocurre a la escala de remolinos, tiene que ver con Kolmogorov porque este indica el orden de los más chicos, y esta inversamente relacionado con la potencia. Necesito mucha potencia
Como se determina el tiempo de circulación y que relación tiene con el tiempo de mezclado?
Es el tiempo en el cual el fluido es recirculado por el impulsor. Éste va disminuyendo a medida que pasa el tiempo, y cuando llega a un rango de 10% la concentración media inicial, se considera que el sistema esta mezclado. en la practica el tiempo de mezclado es aproximadamente 5 veces tc.
Como se relaciona el caudal impulsado con D y n?
Es proporcional a n * D3.
Que admensional uso para caracterizar el mezclado en función de Re?
Uso n*tm. Para reynolds grandes es constante, para Re muy chicos no tiene mucho sentido porque es laminar y no mezcla, y en la zona intermedia hay gráficos o relaciones empíricas.
Que es la fracción o porcentaje de detención?
Es el volumen de la fase dispersada en el líquido. Por ejemplo, si estoy analizando aireación, es el volumen de aire en el medio.
Por qué es importante el área interfacial? Se puede realcionar directamente con la detención?
Porque esto indica la eficiencia de la transferencia de O2 por ejemplo. a = 6*detención / Dp
Se busca que el tamaño de burbujas sea entre 2 y 5 mm; las burbujas menores de 2
mm ascienden muy lentamente, y pueden agotar su oxígeno prematuramente. Las mayores de
5 mm tienen un área interfacial demasiado pequeña.
Que adimensional puedo utilizar para describir la eficiencia de la transferencia de gas en burbujas?
El numero de Weber me indica el cociente entre energía cinética y energía por tensión superficial. A mayor We, se tendrán burbujas más pequeñas, menor tendencia a coalescer y mejor
dispersión de las fases
La fuerza que hace coalescer a las burbujas es la tensión superficial. Los agitadores luchan
contra esa tendencia, rompiendo las burbujas mediante la energía cinética que comunican al
fluido.
Que formas hay de medir el flujo de gas?
Velocidad superficial, que indica el volumen de gas que pasa por sección de recipiente. En la práctica aprox 1 cm/s.
vvm, volumen de gas por volumen de líquido por minuto.
Cómo varia el area superficial segun v sup, tensión sup y potencia aplicada?
Varia proporcionalmente a la potencia entregada y a la velocidad superficial, pero inversamente a la tensión superficial.
Cómo se caracteriza el flujo de gas sobre un líquido?
Con el número de aireación, análogo al número de flujo utilizado en agitación.
Como se presentan los estudios experimentales del número de aireación?
Generan funciones del cociente entre la potencia con gas y la potencia sin gas, al variar el Número de aireación. El número de aireación para una misma turbina (con cierto D) aumenta según el caudal de gas y disminuye según n.
Por qué el número de aireación disminuye al aumentar n?
NNN
Por qué sucede la inundación del impulsor?
Porque se genera un caudal demasiado elevado y el impulsor no logra dispersarlo correctamente. Se genera un flujo heterogéneo de las burbujas.
Que tres zonas de distribución se pueden alcanzar variando N y Q? Con qué adimensional puedo saber en que zona me encuentro?
Dispersión completa, zona de carga e inundación. Uso el número de aeración y el numero de Froude.
La velocidad superficial es lo mismo que caudal de gas?
Si, porque….
Como puedo analizar la dispersión utilizando la relación entre velocidad superficial y velocidad de ascenso de las burbujas?
Se suele manejar que con velocidades superficiales inferiores a 2 cm/s la dispersión completa se puede
lograr con potencias típicas de agitación
Cuando la agitación es suficiente, en reactores industriales, la inundación ocurre cuando la velocidad
superficial se acerca a 25-50% de la velocidad de ascenso de las burbujas; en agua, con
burbujas que ascienden a 22 cm/s, la inundación ocurre a vsup de 5 a 10 cm/s. Con holdup no mayor a 20%.
Que se necesitaría para lograr un escalado perfecto?
Similaridad geométrica, cinemática y dinámica. Sabemos que es imposible mantener todos los descriptores constantes al escalar dado que para todos los adimensionales n y D varían de formas distintas.
Que criterios se pueden utilizar para realizar el escalado de un bioproceso?
Mantener la relación de potencia por volumen, con lo que se deberá variar n segpun el diámetro a la dos tercios.
Para aireación se puede mantener la velocidad superficial.
Mantener estrés hidráulico (usando la velocidad en la punta del impulsor, o sea Da * n constante) (también se puede usar EDCF)
Mantener Re
Como influye el tamaño del impulsor en mi sistema?
Los impulsores pequeños producen, para una misma potencia, mayores esfuerzos en el fluido
(mayor dv/dy) que los impulsores más grandes (pues requieren mayor n). En el caso de gas,
este esfuerzo adicional es útil para romper mejor las burbujas. Sin embargo, se debe equilibrar
con la necesidad de no afectar los organismos cultivados por el mayor estrés hidráulico.
Para una potencia dada, si la circulación (distribución) es más importante que la dispersión, se
debe usar un impulsor más grande a menor n; al revés, si se necesita dispersión es mejor un
impulsor pequeño a mayor n.
Como varía el estres hidráulico en un fluido según la potencia y la distribución?
Un fluido sufriría más estrés hidráulico cuanto mayor sea la potencia aplicada al volumen cercano al impulsor, y cuanto menor sea el tiempo de circulación, es decir cuanto más seguido circule el fluido por esa zona fuertemente agitada.
Como varía la eficiencia del aireado segun Q y n?
nn
Que debo ajustar si aumento la escala manteniendo vvm y P/V?
Debo ajustar el n, porque la v sup va a aumentar proporcionalmente al diametro.
