INSTITUTO TECNOLÓGICO DE VERACRUZDISEÑO DE UN MEZCLADOR M.C. Carmen Yolanda Hernández Cardona SEMINARIO DE PROYECTOS • CASTELLANOS COUTIÑO MONSERRAT ESTHEPANIA • • GÓMEZ ZAMUDIO BERNARD PÉREZ REYES JORGE RODRIGO ANTECEDENTES Se desea mezclar 49.3 l/h de dos líquidos miscibles. alcohol y agua.7 litros de agua desmineralizada a la misma temperatura.ÍNDICE DISEÑO DE UN MEZCLADOR OBJETIVO Diseñar un tanque de mezclado con agitador de turbina para 116.3 litros de ron al 40% en volumen de etanol.6 litros de ron al 95% en volumen de etanol a 26°C con 66. 2 . para obtener 116. 3 l/h de Ron al 40% en volumen de C2 H6 O BASES Y CRITERIOS • • • • • Para el diseño del mezclador se considerará un agitador de turbina de 6 aspas planas.6 l/h de Ron al 95% en volumen de C2 H6 O 116. DATOS REQUERIDOS 3 . Para el cálculo del diámetro del tanque se considera que este tenga una capacidad 30% mayor a la del volumen de operación normal. Se considerará Da/w=5 Se establece que el tanque de mezclado tendrá cuatro deflectores cada uno con Dt /J=12.66. Las proporciones geométricas del sistema de mezclado se consideraran como las del diseño normal típico.7 l/h de H2O 49. 1 4 1.3 Cálculo del ancho del tanque (W) 4 .1 Calcular el diámetro del tanque Dt 2∗π V= ∗H 4 ( ) Dt= √ V ∗4 H ∗π Cumpliendo con la proporción geométrica de =1 Da = 0.Propiedades Agua Etanol Viscosidad en cP Densidad kg / m 3 0.8705 1007 0.9454 786.7 MÉTODO DE CÁLCULO 1. Calculo de las proporciones geométricas 1.2 H Dt Cálculo de la altura del agitador sobre el fondo ( C ) C 1 = Dt 3 1. W 1 = Da 5 1.5 Cálculo de la longitud de la turbina (L) L 1 = Da 4 1.6 Cálculo del ancho del deflector (J) J 1 = D t 12 2.4 Cálculo del diámetro del deflector ( D d ¿ Dd 2 = Da 3 1. Calcular la potencia del agitador P = Np∗ ρ∗ N 3∗ Da5 Determinar el Nre Nre = Da 2∗ N ∗ ρ μ Determinar el Número de Potencia (Np) 5 . Calcular el tiempo de mezclado t= ft ∗H ∗D t 2 2/3 1 6 1 2 3 2 1 2 ( N ∗D a ) ∗g ∗D a 3.1 Determinar el factor de mezcla ( ft ) 6 .3. 577m H ∗π 0.08m 5 1.577m∗0.2= 0.1 Calcular el diámetro del tanque Dt = √ V ∗4 0.DESARROLLO DE CÁLCULO 1. Calculo de las proporciones geométricas 1.4m∗0.2 Calculo del diámetro de la turbina D a = 4∗0.67 = 0.333 =0.4 m 1.3 Cálculo de la altura del agitador sobre el fondo ( C ) C= D t∗1 = 0.15119 m3∗ 4 = = 0.522∗π H =1 Dt √ Cumpliendo con la proporción geométrica de Da 1.268m 3 1.1= 0.4 Cálculo del ancho del tanque (W) W= D a∗1 =0.4m∗0.1923m 3 1.5 Cálculo del diámetro del deflector ( Dd ¿ D d = D a∗2 = 0.6 Cálculo de la longitud de la turbina (L) 7 . 4∗0.97∗10 5 ∴ Np = 4.353 hp 3 s m 8 .1m 4 1.5 P = Np∗ ρ∗ N 3∗ Da5 = 4.83 ) ∗( 0.83∗934.25= 0.903 = 0. Calcular la potencia del agitador kg m3 Nre = Da ∗ N ∗ ρ = μ 2 ( 0.0833= 0.5∗934.4 m ) = 263.4m ) ∗1.5 kg 3 5 J ∗( 1.555m ∗0.L= Da∗1 = 0.00092 Pa ∗s 2 ∴ Nre = 2.7 Cálculo del ancho del deflector (J) J= D t∗1 =0.04625m 12 2.5 0. 577 2 ( N ∗D a ) ∗g ∗D a 2 2/3 ( 1.3.522 2 ∗0.1 Determinar el factor de mezcla ( ft ) ∴ ft = 4 1 3 1 6 1 2 1 3 1 6 1 2 t= ft ∗H 2 ∗D t 2 = 4∗0. Calcular el tiempo de mezclado 3.83∗0.4 2 2 3 = 3.4 ) ∗9.81 ∗0.10 s 9 . Tercera Edición. Editorial Continental.577 de diámetro del tanque. PROCESOS DE TRANSPORTE Y OPERACIONES UNITARIAS. 0.353 hp y el tiempo de mezclado será de 3 segundos aproximadamente. DOCUMENTOS DE REFERENCIA • Geankoplis J.268 m de diámetro del deflector y 0.046m del mismo.1m de longitud de la misma. de acuerdo a las proporciones obtenidas se llegó a la conclusión que la turbina seria de 6 aspas planas con cuatro deflectores. 0.1923m de altura del agitador sobre el fondo. 1998.4m de diámetro de la turbina y 0. 10 .577m de altura y 0.08m de ancho del mismo. 0. 0..CONCLUSIONES Dentro del diseño del mezclador se tomaron diferentes criterios que ya fueron mencionados con anterioridad en base a ellos se diseñó un agitador de tipo turbina teniendo como resultado las siguientes proporciones geométricas: 0. Se supusieron 110 revoluciones por minuto con que se obtuvo que la potencia requerida por dicho mezclador será de 0. 577 0. 64 231. 06 264. 4 114. 69 DATOS DE DISEÑO RECIPIENTE Producto Material de construcción Temperatura de trabajo (ºC) Temperatura de diseño (ºC) Presión de trabajo (atm) Presión de diseño (atm Fondo superior Fondo inferior Carbonato sódico y agua Acero inoxidable AISI 316 26 26 1 1 Toriesférico Toriesférico 11 .15119 Densidad(kg/m3) Peso del recipiente vacío(kg) Peso recipiente con agua (Kg) Peso recipiente en operación (Kg) 956.577 0.HOJA DE ESPECIFICACIÓN ESPECIFICACIÓN DE MEZCLADOR Planta: Localidad: Item n°:T-15 Preparado por: Gómez Zamudio Bernard Castellanos Coutiño Monserrat Pérez Reyes Jorge Rodrigo Area:001 Fecha: Hoja: 1 De: 1 DATOS GENERALES Denominación: Tanque de mezclado para dilución de ron Posición: Diámetro(m): Longitud(m): Capacidad(m3) Vertical 0. 85 Aislamiento: No Pintura Primario rojo aceite.SERPENTÍN Diámetro del serpentín (m) Número de vueltas Longitud del serpentín (m) Separación entre vueltas (m) Caudal de agua (m/h) RELACIÓN DE CONEXIONES Marca A Tamaño Cantida d 1 Agujero de limpieza B C D E 1 1 1 1 Entrada de Ron Entrada de agua Venteo Salida del producto Radiografiado: No Eficacia de soldadura 0. Volumen total(m3) REVISIONES Denominac ión DETALLES DE DISEÑO Norma de diseño: Tratamiento térmico: No 0.15119 12 .