Sedimentacion Lama

UUNIVERSIDADNIVERSIDAD N NACIONALACIONAL M MAYORAYOR DEDE SSANAN M MARCOSARCOS

(UNIVERSIDAD DEL PERÚ, DECANA DE AMÉRICA)

FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA

E.A.P. DE INGENIERÍA QUÍMICAE.A.P. DE INGENIERÍA QUÍMICA

TEMA: “ SEDIMENTACIÓN”TEMA: “ SEDIMENTACIÓN”

CURSO : LABORATORIO DE INGENIERÍA QUÍMICA II

PROFESOR : Dr. RICARDO LAMA RAMIREZ

GRUPO : 3

INTEGRANTES : FLORES CAYO, Edita Victoria 997408MIREZ SIFUENTES, Jose David 991709ROSAS DIAZ, Karla Stella 991728VIVANCO PANIAGUA, Daniel 997422

Ciudad Universitaria, Diciembre del 2004

INDICE

Resumen.............................................................................................................3

Introducción........................................................................................................ 4

Fundamento Teórico.......................................................................................... 5

Detalles Experimentales.................................................................................... 9

Tablas de Datos y Resultados..........................................................................10

Discusión de Resultados...................................................................................19

.

Conclusiones.....................................................................................................21

Recomendaciones.............................................................................................22

Bibliografía........................................................................................................23

Apéndice – Ejemplo de cálculo.........................................................................24

2

RESUMEN

En la práctica de “Sedimentación en tubos verticales e inclinados” se

determina las velocidades de sedimentación experimental, tanto para

sedimentadores verticales como para sedimentadores inclinados de sección

circular; empleando las relaciones matemáticas de Nakamura-Kuroda, Graham-

Lama y Bosh para sedimentadores inclinados.

La práctica se lleva acabo utilizando una suspensión acuosa de Sulfato de

Bario. Se realiza a concentraciones de 120, 240 y 480 g/L dando velocidades

de sedimentación de 8.45, 4.89 y 1.09 cm/min respectivamente para

sedimentación vertical y de 480g/l para sedimentación inclinada a los ángulos

de 30º, 45, y 60º,dando las siguientes velocidades:

3

INTRODUCCIÓN

El objetivo de la práctica es calcular la velocidad de sedimentación a partir

de los datos experimentales de suspensiones acuosas de Sulfato de Bario en

sedimentadores verticales e inclinados. Evaluar la ecuación de velocidad en

sedimentación vertical mediante las relaciones de kynch; así como estimar la

velocidad de sedimentación vertical mediante las ecuaciones de Nakamura-

Kuroda, Graham-Lama y Bosh, comparando con los resultados experimentales.

Se denomina sedimentación a la operación que consiste en separar de

una suspensión un fluido claro que sobrenada y un lodo bastante denso que

contenga una elevada concentración de materias sólidas; en la industria la

sedimentación de las suspensiones acuosas es un proceso continuo que se

realiza en los llamados espesadores , grandes depósitos a los cuales llega, por

el centro o por un lado, la suspensión o lodo diluido y que permiten el rebose

del liquido que sobrenada separándolo del lodo espeso que sale por el fondo

del aparato .

4

FUNDAMENTO TEORICO

Se denomina sedimentación a la operación que consiste en separar de una

suspensión un fluido claro que sobrenade y un lodo bastante denso que contenga una

elevada concentración de materias sólidas.

Desplazamiento de sólidos en el seno de un fluido:

La dirección del movimiento de las partículas de un sólido en el seno de un

fluido se efectuará de arriba abajo, o viceversa, según sea la densidad relativa del

sólido con respecto al fluido. Aquellas partículas cuya densidad sea inferior a la del

fluido, se elevarán y flotaran, mientras que las más densas se sumergirán y

descenderán en el seno del mismo.

Sedimentación en Sedimentadores verticales:

Teoría de Kynch.

Este método está basado en le análisis matemático de la sedimentación

intermitente; encontrando que la velocidad de sedimentación y la concentración en la

zona que limita la capacidad puede determinarse con una simple prueba de

sedimentación intermitente; como se muestra en la fig. 1.

La prueba de sedimentación comienza con una concentración inicial uniforme

de sólidos. En la zona “C” la concentración del sólido debe estar comprendida entre la

composición inicial del lodo en la zona “B” y la del lodo final en la zona “D”. Si la

capacidad de manejo de sólidos por unidad de área es más baja cerca de alguna

fig.1

5

concentración intermedia, una zona de esta concentración deberá comenzar a crecer, , puesto que la velocidad a la que los sólidos entran en esta zona es menor a la velocidad de salida de la misma.

Velocidad Crítica de Sedimentación.

fig.2

Se obtiene de una prueba intermitente con una probeta. Al principio de la

prueba, los sólidos se encuentran dispersos de manera uniforme a través del cilindro

con una 6edimentación c0 . La masa total de sólidos en la probeta es c0Az0 , donde A

es el Área de sección transversal de la probeta y z0 es la altura inicial de la interfase

que, en el caso, es la profundidad del líquido. Sea c el tiempo necesario para lograr la

6edimentación crítica c2 . Físicamente , esta 6edimentación se alcanza en el momento

en que la 6edimenta de 6edimentación disminuye con 6edimen. Se grafican los datos

altura de interfase z vs. Tiempo . Esto da una curva que se utiliza para determinar 2

y c2 de la siguiente manera. La primera parte de la curva representa a la

“6edimentación libre” a una 6edimenta casi constante. Se traza una tangente a esta

parte de la curva. Al final de la prueba, cuando las 6edimentación6s son altas y las

6edimentaci son bajas, la curva también muestra una 6edimenta casi constante, se

prolongan dos tangentes hasta que se interceptan. En la intersección se traza el

ángulo de bisección. La intersección de la línea de este ángulo de bisección con la

curva de 6edimentación produce la estimación del tiempo c para que los sólidos

entren a la zona de compresión y la 6edimentación en c es cc.

Durante la prueba, la masa de sólidos en la probeta es constante. Un balance de

materiales para los sólidos da lugar a

6

donde u denota a los valores del flujo inferior.

Así se obtiene la 7edimenta de 7edimentación en c con la pendiente de la curva en c

7 edimentación en Sedimentadores inclinados.

fig.3

MÉTODO DE NAKAMURA Y KURODA.

Suponen que el incremento aparente de la velocidad de sedimentación se debe

al descenso de las partículas sólidas a lo largo de la cara fig.3; produciendo una

gradiente de densidad a través de la distancia que separa las caras convección que

transporta más rápidamente a las partículas al fondo del sedimentador.

La porción del líquido clarificada se suma a la que se produce por razón de la

sedimentación de las partículas sólidas debajo de la interfase horizontal entre el

líquido y el aire. Nakamura y Kuroda proponen una ecuación que permite calcular la

altura de la interfase en sedimentadores inclinados de sección transversal

rectangulares tal como sigue:

.............(13)

Donde: Ho : la altura de la interfase al tiempo t.

B : la distancia perpendicular entre las caras inclinadas.

= Es el ángulo que forma el sedimentador con la vertical.

7

Diferenciando la ecuación (13) y con t = 0 se obtiene una expresión para la

velocidad aparente de descenso de la interfase en un sedimentador de sección

transversal rectangular, obteniendo finalmente:

............... (14)

Esta última ecuación puede escribirse en función del ángulo con la horizontal de la

siguiente manera:

..................... (15)

MÉTODO DE GRAHAM – LAMA.

Posteriormente proponen una relación semi-empírica basada en la

ecuación de Nakamura – Kuroda, ya que observaron que la velocidades de

sedimentación aparentes obtenidas a partir de los datos experimentales eran

menores que los calculados mediante las ecuaciones de estos últimos. Graham

y Lama suponen que existe una diferencia de concentración de sólidos entre

las caras superior e inferior del sedimentador, esta variación afectaría la

velocidad de descenso de los sólidos, proponiendo la siguiente ecuación:

.................(16)

Donde el factor Fo es un factor dependiente de la concentración de

sólidos en la suspensión e independiente con el ángulo de inclinación entre un

rango de 30° y 70°. Este factor será evaluado de la pendiente de la porción

recta del gráfico Ln(B + Ho * cos) / (B + H * cos) vs. el tiempo de

sedimentación. Según Graham y Lama la diferencia entre los valores de las

velocidades aparentes, obtenidos de datos experimentales y calculados por la

ecuación de Nakamura – Kuroda, se debe a las perturbaciones que se originan

cuando el líquido clarificado se desplaza a lo largo de la cara inclinada del

sedimentador.

DETALLES EXPERIMENTALES

8

5.1 MATERIALES:

- Tres probetas graduadas de 1 litro.

- Un soporte para los sediemntadores inclinados

- Un sedimentador de sección circular.

- cronómetros.

- Un calibrador vernier.

- Una bagueta y espátula.

- Plastilina

- Sulfato de Bario

- Una balanza.

- Vasos de precipitado.

- Un tanque de aire comprimido.

5.2 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

5.2.1 Sedimentación Vertical:

Preparar 3 suspensiones de Sulfato de BArio de 120, 240 y 480 g/L en las

probetas, sellar estas con tapón y plastilina, agitar hasta que no haya sólido en la base

del probeta, dejar reposar tomando como primer dato la altura inicial que se aprecia

para un tiempo cero. Seguidamente se registran las alturas cada cierto intervalo de

tiempo.

5.2.2 Sedimentación Inclinada:

Se fija un volumen de suspensión de Sulfato de Bario Se prepara una solución

de 480 gr/Lt de Sulfato de Bario y se añade a la columna de sección circular inclinada,

la suspensión se agita mediante aire comprimido , por la parte inferior del tubo, se fija

el ángulo de inclinación al cual se desea el experimento los cuales son: 30 , 45 y 60, y

se procede de manera análoga a tomar medidas como en la sedimentación vertical.

9

6. TABULACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS

Tabla #1Condiciones de Laboratorio

Temperatura (oC) 20Presión Atmosférica (mmHg) 756

Tabla #2Información del Sistema de Sedimentación

SEDIMENTACIÓN VERTICAL SEDIMDENTACIÓN INCLINADA

Prueba Concentración(gr/L)

B (cm) 4.5

Concentración(gr/L)

Ängulo de inclinación

1 120 480 30°2 240 480 45°3 480 480 60°

Tabla #3Información del Sistema de Sedimentación Vertical

SULFATO DE BARIO A 120gr/LT (min) H (cm) T (min) H (cm) T (min) H (cm)

0 33 2.333 13.9 6 3.80.167 31.5 2.5 12.7 6.333 3.70.333 30.2 2.667 10.9 6.667 3.5

0.5 29.7 2.833 9.4 7 3.30.667 28.7 3 8.1 7.333 3.20.833 27.1 3.167 6.8 7.667 3.1

1 25.5 3.333 5.3 8 2.91.167 24 3.667 4.7 10 2.41.333 22.5 4 4.6 13 2.2

1.5 21.2 4 4.5 16 2.11.667 19.6 4.667 4.3 19 2.11.833 18.2 5 4.1 23 1.9

2 16.7 5.333 4 26 1.92.167 15.2 5.667 3.9 & 1.9

10

Tabla #4

Información del Sistema de Sedimentación Vertical

SULFATO DE BARIO A 240gr/L

T (min) H (cm) T (min) H (cm) T (min) H (cm) T (min) H (cm)

0 35 2.5 22 5 12 10 8.2

0.167 34 2.667 21.1 5.167 11.7 13 7

0.333 33.1 2.833 20.4 5.333 11.5 16 6.2

0.5 32.2 3 19.6 5.5 11.3 19 5.5

0.667 31.3 3.167 18.8 5.667 11.1 22 5.2

0.833 30.4 3.333 18.1 5.833 10.9 26 4.8

1 29.6 3.5 17.4 6 10.8 31 4.5

1.167 28.7 3.667 16.6 6.167 10.6 36 4.3

1.333 27.8 3.833 15.9 6.333 10.5 41 4.2

1.5 27 4 15.1 6.5 10.3 46 4.2

1.667 26.1 4.167 14.5 6.667 10.2 51 4.15

1.833 25.2 4.333 13.9 6.833 10 61 4.15

2 24.4 4.5 13.3 7 9.9 & 3.9

2.167 23.5 4.667 12.8 7.167 9.8

2.333 22.7 4.833 12.4 7.333 9.7

11

Tabla #5

Información del Sistema de Sedimentación Vertical

SULFATO DE BARIO A 480 gr/LT (min) H (cm) T (min) H (cm) T (min) H (cm) T (min) H (cm)

0 33 5.167 26.2 10.333 20.6 15.5 16.50.167 32.2 5.333 26 10.5 20.5 15.67 16.40.333 32 5.5 25.8 10.667 20.3 15.83 16.3

0.5 31.8 5.667 25.6 10.833 20.2 16 16.20.667 31.6 5.833 25.4 11 20 16.17 16.10.833 31.4 6 25.1 11.167 19.8 16.33 16

1 31.2 6.167 25 11.333 19.7 16.5 15.91.167 31 6.333 24.8 11.5 19.6 16.67 15.81.333 30.8 6.5 24.7 11.667 19.4 16.83 15.7

1.5 30.6 6.667 24.5 11.833 19.3 17 15.61.667 30.4 6.833 24.3 12 19.1 17.17 15.51.833 30.2 7 24.1 12.167 19 17.33 15.4

2 30 7.167 24 12.333 18.9 18 15.32.167 29.6 7.333 23.8 12.5 18.7 19 14.92.333 29.4 7.5 23.6 12.667 18.6 20 14.4

2.5 29.2 7.667 23.4 12.833 18.3 21 142.667 29 7.833 23.2 13 18.2 22 13.62.833 28.8 8 23 13.167 18 23 13

3 28.6 8.167 22.8 13.333 17.9 24 12.83.167 28.4 8.333 22.6 13.5 17.8 25 12.63.333 28.2 8.5 22.5 13.667 17.6 28 11.8

3.5 28 8.667 22.3 13.833 17.5 30 11.23.667 27.8 8.833 22.1 14 17.4 33 10.73.833 27.6 9 22 14.167 17.3 39 9.6

4 27.4 9.167 21.8 14.333 17.2 44 8.94.167 27.2 9.333 21.6 14.5 17.1 49 8.24.333 27 9.5 21.5 14.667 17 54 7.9

4.5 26.8 9.667 21.3 14.833 16.9 59 7.84.667 26.7 9.833 21.2 15 16.8 69 7.64.833 26.6 10 21 15.167 16.7 79 7.6

5 26.4 10.167 20.721 15.333 16.6 & 7.5

12

Tabla #6

Información del Sistema de Sedimentación Inclinada

BASE CIRCULAR CON ÁNGULO DE INCLINACIÓN A 30°t (seg) L (mm) t (min) H (cm) K t (seg) L (mm) t (min) H (cm) K

0 480 0 24 0 310 157 5.167 7.85 0.805510 465 0.167 23.25 0.026 320 154 5.333 7.7 0.817120 450 0.333 22.5 0.0527 330 151 5.5 7.55 0.828830 433 0.5 21.65 0.0839 340 147 5.667 7.35 0.844640 394 0.667 19.7 0.1593 350 146 5.833 7.3 0.848650 378 0.833 18.9 0.192 360 145 6 7.25 0.852660 358 1 17.9 0.2344 370 144 6.167 7.2 0.856770 337 1.167 16.85 0.2809 380 143 6.333 7.15 0.860780 320 1.333 16 0.3202 390 142 6.5 7.1 0.864890 305 1.5 15.25 0.3562 400 140 6.667 7 0.8729

100 290 1.667 14.5 0.3936 410 139 6.833 6.95 0.877110 275 1.833 13.75 0.4324 420 136 7 6.8 0.8895120 268 2 13.4 0.4511 430 134 7.167 6.7 0.8978130 260 2.167 13 0.4728 440 132 7.333 6.6 0.9063140 252 2.333 12.6 0.4951 450 130 7.5 6.5 0.9148150 231 2.5 11.55 0.5559 460 128 7.667 6.4 0.9234160 226 2.667 11.3 0.5709 470 126 7.833 6.3 0.932170 220 2.833 11 0.5893 480 124 8 6.2 0.9408180 215 3 10.75 0.6048 490 122 8.167 6.1 0.9496190 210 3.167 10.5 0.6206 500 120 8.333 6 0.9585200 204 3.333 10.2 0.6399 510 118 8.5 5.9 0.9674210 200 3.5 10 0.653 520 116 8.667 5.8 0.9765220 196 3.667 9.8 0.6662 530 114 8.833 5.7 0.9856240 187 4 9.35 0.6967 540 112 9 5.6 0.9948250 184 4.167 9.2 0.7071 550 110 9.167 5.5 1.0042260 180 4.333 9 0.7211 560 108 9.333 5.4 1.0135270 175 4.5 8.75 0.7388 570 106 9.5 5.3 1.023280 170 4.667 8.5 0.7569 580 104 9.667 5.2 1.0326290 165 4.833 8.25 0.7753300 160 5 8 0.7941

13

Tabla #7



0 500 0 35.355 0 210 276 3.5 19.516 0.477510 494 0.167 34.931 0.0102 220 271 3.667 19.163 0.491220 488 0.333 34.507 0.0205 230 266 3.833 18.809 0.505230 458 0.5 32.385 0.0739 240 261 4 18.455 0.519340 438 0.667 30.971 0.111 250 256 4.167 18.102 0.533750 423 0.833 29.911 0.1398 260 252 4.333 17.819 0.545360 408 1 28.85 0.1695 270 246 4.5 17.395 0.56370 393 1.167 27.789 0.2001 280 242 4.667 17.112 0.57580 378 1.333 26.729 0.2316 290 238 4.833 16.829 0.587190 366 1.5 25.88 0.2576 300 234 5 16.546 0.5994

100 355 1.667 25.102 0.282 310 232 5.167 16.405 0.6056110 345 1.833 24.395 0.3048 320 229 5.333 16.193 0.6149120 335 2 23.688 0.328 330 227 5.5 16.051 0.6212130 327 2.167 23.122 0.347 340 225 5.667 15.91 0.6275140 320 2.333 22.627 0.364 350 223 5.833 15.768 0.6339150 312 2.5 22.062 0.3837 360 221 6 15.627 0.6403160 305 2.667 21.567 0.4012 370 218 6.167 15.415 0.65170 299 2.833 21.142 0.4166 380 215 6.333 15.203 0.6598180 295 3 20.86 0.4269 390 213 6.5 15.061 0.6664190 290 3.167 20.506 0.4399 400 209 6.667 14.779 0.6796200 283 3.333 20.011 0.4585

14

Tabla #8



0 460 0 39.837 0 220 293 3.667 25.375 0.375510 451 0.167 39.058 0.017 230 290 3.833 25.115 0.383720 441 0.333 38.192 0.0363 240 287 4 24.855 0.39230 431 0.5 37.326 0.0559 250 285 4.167 24.682 0.397540 421 0.667 36.46 0.0759 260 279 4.333 24.162 0.414450 411 0.833 35.594 0.0963 270 276 4.5 23.902 0.42360 401 1 34.728 0.1172 280 274 4.667 23.729 0.428770 392 1.167 33.948 0.1364 290 271 4.833 23.469 0.437480 381 1.333 32.996 0.1603 300 267 5 23.123 0.449190 374 1.5 32.389 0.1758 310 263 5.167 22.776 0.4609

100 360 1.667 31.177 0.2076 320 260 5.333 22.517 0.4698110 353 1.833 30.571 0.2238 330 258 5.5 22.343 0.4759120 346 2 29.964 0.2404 340 256 5.667 22.17 0.4819130 342 2.167 29.618 0.25 350 252 5.833 21.824 0.4941140 337 2.333 29.185 0.2621 360 249 6 21.564 0.5034150 332 2.5 28.752 0.2743 370 247 6.167 21.391 0.5096160 327 2.667 28.319 0.2868 380 244 6.333 21.131 0.519170 322 2.833 27.886 0.2993 390 241 6.5 20.871 0.5285180 317 3 27.453 0.312 400 239 6.667 20.698 0.5349190 312 3.167 27.02 0.3249 410 235 6.833 20.352 0.5477200 302 3.333 26.154 0.3512 420 232 7 20.092 0.5575210 297 3.5 25.721 0.3646 430 229 7.167 19.832 0.5674

15

Tabla #9

Datos Para la Obtención del Factor de Graham-Lama (F)(Del gráfico #9)

ÁNGULO INCLINACIÓN 30° 45° 60° m

0.0953 0.0998 0.0764F

0.4508 0.5782 0.6259 S (cm/min)

3.40474 4.1637 3.2882

Tabla #10 Sistema de Sedimentación Vertical

C (gr/L) S (cm/min) Log C Log S

120 8.45 2.0792 0.9269

240 4.8938 2.3802 0.6896

480 1.0985 2.6812 0.0408

Tabla #11

Sistema de Sedimentación Vertical

(datos para la gráfica #7)

C (gr/L) H (cm) HO (cm) Log C Log(H/HO)

120 1.9 33 2.0792 -1.2398

240 3.9 35 2.3802 -0.953

480 7.5 33 2.6812 -0.6435

16

Tabla #12

Análisis Kynch para el sistema Sulfato de Bario

PARA UNA CONCENTRACIÓN DE 480 gr/L

TIEMPOmin

Zicm

inclinación=vicm/min

Cigr/L

0 335 32.3 1.18 490.410 30.8 0.98 514.315 27.3 0.70 580.220 23.3 0.45 679.830 18.3 0.23 865.6

PARA UNA CONCENTRACIÓN DE 240 gr/LTIEMPO Zi inclinación=vi Ci

min cm cm/min gr/L0 353 33.6 4.70 250.05 20.1 1.62 417.97 14.9 0.73 563.89 13.5 0.54 622.213 10.9 0.30 770.6

PARA UNA CONCENTRACIÓN DE 120 gr/L

TIEMPOmin

Zicm

inclinación=vicm/min

Cigr/L

0 331.2 32 6.67 123.8 3.4 12 2.06 330.0 4 6.5 0.50 609.2 8 5.7 0.36 694.7

Ecuación empírica de velocidad de sedimentación vertical vs. concentración

V SEDIMENTACIÓN = 91728 C -1.8658

17

Tabla #13

Sistema de Sedimentación Inclinada

BASE CIRCULARVELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN APARENTE (S’ )

(cm/min)Ángulo experimental Nakamura-Kuroda Graham-Lama Bosh

30 3.964 6.1721 3.40474 4.14345 4.257 7.2012 4.1637 4.76060 3.605 5.9608 3.2882 4.016

Tabla #14

Sistema de Sedimentación Inclinada

PORCENTAJE DE DESVIACIÓN (%) CON RESPECTO A LA VELOCIDAD SEDIMENTACIÓN EXPERIMENTAL

Ángulo Nakamura-Kuroda Graham-Lama Bosh30° 55.7 9.06 4.5145° 69.16 1.3 11.8260° 65.35 5.31 11.4

Tabla #15

Sistema de Sedimentación Vertical de la tesis de Condorhuamán

(sulfato de bario comercial)

concentración(gr/L)

velocidad(cm/min)

127.60 9.01144.50 7.74197.40 5.30248.30 3.62370.40 1.18397.90 1.00597.90 0.54

18

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Los datos experimentales y resultados para la sedimentación vertical de

sulfato de bario se presentan en la tablas 3, 4 y 5; para concentraciones de

120, 240 y 480 g/L.

Se grafica la altura de interfase H (cm) versus tiempo (min) en la gráfica

N° 1, de acuerdo a cada concentración; obteniendo como resultado una curva

en donde la pendiente de la sección recta determina la velocidad de

sedimentación vertical para cada concentración. De donde se observa que a

mayor concentración menor velocidad de sedimentación.

Se realiza un análisis para las concentraciones de 120,240 y 480 g/L en

donde se grafica Log velocidad vs. Log Concentración siguiendo el método

Kinch, de manera que se obtiene una ecuación de velocidad de sedimentación

vertical en función de la concentración (Vvertical = 91728 C-1.8658 ). En el caso de

sedimentación inclinada cuando se trabaja a una concentración de 480 g/L es

factible encontrar una velocidad de sedimentación a partir del análisis Kynch

que es 0.912 cm/min; donde se observa una diferencia mínima con la

velocidad hallada por sedimentación inclinada la cual es 1.098 cm/min.

Al comparar los datos de la tesis de Condorhuamán (tabla 15) con los de

esta práctica (tabla #10), se observa que los valores de velocidad calculados se

encuentran dentro del rangote valores obtenidos en la tesis anteriormente

mencionada. (Gráfico 11).

El tiempo de sedimentación inclinada va depender de los ángulos de

inclinación así como de los parámetros a tomar para las respectivas

correlaciones de Nakamura-Kuroda, Graham-Lama y Bosh.

Con respecto a las velocidades de sedimentación inclinada hallados

experimentalmente; se encuentra más cercano Graham-Lama ya que este

utiliza un factor de corrección que modifica la ecuación de Nakamura-Kuroda.

19

CONCLUSIONES

1.- A mayor concentración de Sulfato de Bario menor será la velocidad de

sedimentación, es decir inversamente proporcional a la concentración.

2.-Se concluye que la velocidad de sedimentación es mayor en

sedimentadores inclinados que en sedimentadores verticales.

3.-La velocidad de sedimentación no depende la altura inicial de la

suspensión ni del diámetro del sedimentador para las concentraciones

trabajadas.

4.- La velocidad de sedimentación es una función de la concentración de

sólidos en suspensión siendo la expresión final: Vv= K*Cn, donde K y n son

iguales a 91728 y 1.8658 para el sulfato de Bario.

5.-Las velocidades en sedimentación inclinada obtenidas de datos son

menores que las calculadas mediante las correlaciones de Nakamura-

kuroda y Graham-Lama.

20

RECOMENDACIONES

1. Realizar una buena homogenización de la mezcla de Sulfato Bario, para no

formar grumos.

2. Cerrar herméticamente las probetas para que no permita la salida de la

suspensión en el momento de la agitación.

3. Tomar los datos con una línea visual horizontal al descenso del sulfato de

bario.

4. realizar una agitación constante y homogénea antes de realizar las anotaciones

de los tiempos.

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BIBLIOGRAFÍA

1. Alan S. Foust y otros “ Principios de Operaciones Unitarias”, sexta reimpresión;

Compañía editorial Continental S.A., México 1997.

2. George Granger Brown “Operaciones Básicas de la Ingeniería Química”,

segunda edición; Editorial Marín S.A., España 1985.

3. Lama, R., Condorhuaman, C., “Sedimentación Discontinua en sedimentadores

verticales”, Rev. Per. Quím. Ing. Quím., 2 , 1 (1998)

4. Lama, R., Condorhuaman, C., “Sedimentación Discontinua en sedimentadores

inclinados”, Rev. Per. Quím. Ing. Quím.., 1 , 1 (1999)

22

APENDICE

I) SEDIMENTACIÓN VERTICAL

De la gráfica #1, se calcula la pendiente de la parte recta de la curva H vs.

Tiempo, obteniéndose la velocidad de sedimentación.

Se obtiene de la gráfica #2, para una concentración de 480 gr/L de sulfato de

bario, la pendiente es la velocidad de sedimentación; y ésta es igual a 1.0985

cm/min.

En la tabla #10, se presentan las demás velocidades de sedimentación para las

concentraciones de 120 y 240 gr/l de sulfato de bario.

II) SEDIMENTACIÓN INCLINADA

Se convierte las longitudes inclinadas a alturas verticales aplicando la siguiente

expresión:

Donde:

: es el ángulo de inclinación respecto a la horizontal

Para un ángulo de 30°, la altura L=46.5cm

a) Cálculo de la velocidad de sedimentación por el método de

Nakamura-Kuroda

Donde :

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Para bases circulares

Para bases rectangulares , donde L es la longitud de las

caras q se encuentran frente al observador.

HO : altura inicial

Para un tubo de base circular (B=4.5cm), de ángulo de inclinación de

=30° , para una concentración de 480 gr/L de sulfato de bario:

b) Calculo de la velocidad de sedimentación con el factor de GRAHAM – LAMA:

* Calculando el factor de GRAHAM – LAMA (F): De la gráfica #9: Ln((B+Hocos45)/(B+Hcos45) vs t

Donde:m = pendiente de la recta Para =30°, m=0.0953

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c) Calculo de la velocidad de sedimentación con la Ecuación de Bosh

Para sulfato de bario: F1=0.60

d) Calculo de la velocidad de sedimentación experimental:

De la gráfica #8 obtenemos la pendiente de la parte lineal de la curva H vs. T

Vsed.incl(30°) =3.96 cm/min

e) Porcentaje de Desviación con respecto a la velocidad experimental de sedimentación inclinada:

Para un ángulo de inclinación de 30°:

Vsed.incl Experimental = 3.96 cm/min

Vsed.incl Nakamura – Kuroda = 6.17cm/min

Vsed.incl Graham – Lama = 3.40 cm/min

Vsed.incl Bosh = 4.14cm/min

% de desviación Nakamura – Kuroda = 55.7 %% de desviación Graham – Lama = 9.06%% de desviación Bosh = 4.51%

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Sedimentacion Lama