Tesis profesional presentada por Omar Alejandro De Gante Carrillo

Licenciatura en Ingeniería Mecánica. Departamento de Ingeniería Industrial y Mecánica. Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Presidente: Dr. Jorge Santos Welti Chanes
Vocal y Director: Dr. Bülent Umur Kozanoglu Diblan
Secretario: M.C. Cosme Gómez Pineda

Cholula, Puebla, México a 16 de mayo de 2007.

Resumen

En la universidad de las Américas Puebla se ha venido desarrollando desde hace mucho tiempo un proyecto cuyo principal objetivo es el estudiar el efecto del vacío en el proceso de secado de los alimentos, este proceso involucra analisis fluidinámico al cual esta enfocado este trabajo.

El objetivo principal de esta tesis es el estudio del efecto de la humedad de las partículas en la velocidad mínima de fluidización por lo que fue necesario, hacer series de experimentos con diferentes condiciones de trabajo.

Para la realización de este trabajo se tuvo que dividir en tres etapas: la primera consistió en realizar una marco teórico que involucra todos los principios fluidinámicos y los experimentos realizados en la actualidad, para tener una base teórica y poder interpretar los datos generados en los experimentos, la segunda parte consistio en el aprendizaje operacional del equipo experimental ya que es de suma importancia el adquirir habilidad para obtener resultados confiables, la tercera etapa es la experimentación que consiste en realizar las pruebas fluidinámicas en el equipo experimental.

En los experimentos fluidinámicos se determinó la velocidad mínima de fluidización y los parámetros que la afectan, ya que se experimentó con diferentes temperaturas, diferentes condiciones de vacío y diferentes humedades, observando la repercusión que estos parámetros tienen en la velocidad mínima de fluidización.

Los experimentos se realizaron a las temperaturas de 30°C, 45°C y 60°C, en cuanto a presión se utilizaron 53 kPa, 67 kPa y 80 kPa manejando flujos que van de 0 a 750 LPM. Se pudo observar que el aumento de la velocidad mínima de fluidización es proporcinal al aumento de la temperatura, densidad y disminución de la presión.

Índice de contenido

Portada (archivo pdf, 28 kb)

Capítulo 1. Introducción (archivo pdf, 15 kb)

Capítulo 2. Antecedentes (archivo pdf, 17 kb)

  • 2.1 Fluidización
  • 2.2 Dificultades y Aplicaciones
  • 2.3 Lechos fluidizados a vacío

Capítulo 3. Principios de fluidización (archivo pdf, 260 kb)

  • 3.1 Estado Fluidizado
  • 3.2 Principios básicos de los lechos fluidizados
  • 3.3 Burbujeo de lechos Fluidizados
  • 3.4 Velocidad mínima de Burbujeo
  • 3.5 Velocidad Mínima de Fluidización
  • 3.6 Velocidad Terminal
  • 3.7 Región Laminar
  • 3.8 Región Turbulenta
  • 3.9 Diseño del distribuidor
  • 3.10 Procedimiento Generalizado

Capítulo 4. Fluidización con aire (archivo pdf, 79 kb)

  • 4.1 Fluidización Particulativa y Agregativa
  • 4.2 Uso del aire en los lechos fluidizados
  • 4.3 Velocidad Mínima de Fluidización
  • 4.4 Fluidización a Vacío

Capítulo 5. Presentación y descripción del equipo experimental existente (archivo pdf, 353 kb)

  • 5.1 Introducción
  • 5.2 Equipo experimental
  • 5.3 Partes del equipo de fluidización
  • 5.4 Accionamiento del sistema
  • 5.5 Paro del sistema

Capítulo 6. Pruebas experimentales (archivo pdf, 487 kb)

  • 6.1 Introducción
  • 6.2 Mantenimiento de la columna
  • 6.3 Condiciones y limitaciones del equipo
  • 6.4 Clasificación de Geldart de las partículas
  • 6.5 Características del lecho fluidizado
  • 6.6 Cálculos teóricos fluidinámicos
  • 6.7 Pruebas Fluidinámicas
  • 6.8 Humedad de la partícula
  • 6.9 Resultados de las pruebas Fluidinámicas
  • 6.10 Relación de la velocidad del aire con la altura del lecho
  • 6.11 Porosidad de lecho
  • 6.12 Comportamiento Umf con respecto a la temperatura
  • 6.13 Comportamiento Umf con respecto a la presión
  • 6.14 Comportamiento Umf con respecto a la humedad

Capítulo 7. Análisis de resultados (archivo pdf, 128 kb)

  • 7.1 Introducción
  • 7.2 Análisis de experimentos
  • 7.3 Velocidades mínimas de fluidización
  • 7.4 Efecto de la temperatura de operación a la Umf
  • 7.5 Efecto de la presión de operación a la Umf
  • 7.6 Comparación de datos teóricos con experimentales

Capítulo 8. Conclusiones, observaciones y recomendaciones (archivo pdf, 21 kb)

  • 8.1 Introducción
  • 8.2 Equipo experimental
  • 8.3 Cambio de Rotámetro
  • 8.4 Recomendaciones
  • 8.5 Pruebas Fluidinámicas

Referencias (archivo pdf, 18 kb)

Apéndice A. Tablas de las pruebas fluidinámicas (archivo pdf, 1 mb)

Apéndice B. Graficas de pruebas fluidinámicas (archivo pdf, 430 kb)

Apéndice C. Tablas de las pruebas fluidinámicas con humedad variable (archivo pdf, 103 kb)

Apéndice D. Gráficas de las pruebas fluidinámicas con humedad variable (archivo pdf, 124 kb)

De Gante Carrillo, O. A. 2007. Efecto de la Humedad Inicial de Diversas Partículas sobre el Comportamiento Fluidinámico en Lechos Fluidizados con Aire Operados en Condiciones de Vacío. Tesis Licenciatura. Ingeniería Mecánica. Departamento de Ingeniería Industrial y Mecánica, Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2007.