Mezcla 101: La Importancia de la Gravedad Específica
y por qué lo pedimos
Junto a la viscosidad, la gravedad específica es un factor separado pero igualmente importante para optimizar un mezclador. Sin tener en cuenta esta medición en el diseño de su mezclador, sus resultados no alcanzarían las especificaciones del producto.
¿Qué es la Gravedad específica?
El término «Gravedad específica» (SG) se utiliza para definir el peso o la densidad de un líquido en comparación con la densidad de un volumen igual de agua a una temperatura especificada. La temperatura utilizada para la medición suele ser de 39,2 oF (4oC), ya que esta temperatura permite que el agua asuma su densidad máxima.
En el sistema métrico, el agua tiene una densidad de 1 gramo / ml, por lo que densidad y SG son numéricamente iguales. Si el líquido que está comparando tiene un SG inferior a 1 gramo/ml, flotará en el agua. Si tiene un SG superior a 1 gramo/ml, se hundirá.
En el sistema imperial, el agua tiene una densidad de 8.345 lbs / galón; sin embargo, el valor SG de un producto es exactamente el mismo, ya que se basa en una relación.
Por qué es importante la gravedad específica
Cuando se trata de configurar un mezclador, conocer la gravedad específica de los fluidos que se mezclan es importante porque influirá en el par & caballos de fuerza que se requieren para mezclar correctamente el fluido.
En aplicaciones con mayor gravedad específica, se requeriría más par para producir el resultado deseado. Si no se tiene en cuenta la gravedad específica y un mezclador no se optimiza en consecuencia, los resultados serían impredecibles y probablemente se producirían daños y/o fallas en el motor.
Cálculo de la Gravedad específica
La gravedad específica de un líquido se puede expresar como:
Dos métodos comúnmente utilizados para determinar la gravedad específica de un líquido son:
Fluidos comunes y su gravedad específica:
Combinación de líquidos con Diferente Gravedad Específica
Al combinar líquidos de diferentes densidades, el resultado es la formación de un nuevo líquido con su propia gravedad específica. Las variables a tener en cuenta son la medición de SG de cada líquido y la relación en la que se mezclan en una mezcla.
Consideremos una mezcla de electrolitos:
Si el líquido A (Ácido) = SG 1.835, el líquido B (Agua) = SG 1.000, y se mezclan los líquidos en una proporción de 5.625:10 en un tanque, la gravedad específica del fluido mezclado se calcularía de la siguiente manera:
Basado en esta fórmula, el fluido electrolítico recién formado tendría una gravedad específica de 1.270
Extremos de mezcla
Si dos fluidos tienen una densidad muy diferente, o incluyen un componente sólido, serán mucho más resistentes a la mezcla. La ingeniería inadecuada del mezclador daría lugar a la estratificación y sedimentación dentro del recipiente de mezcla.
La suspensión de sólidos y la velocidad de sedimentación
La gravedad específica es una consideración importante en el diseño de un mezclador para resolver un problema de suspensión sólida.. Al dimensionar un mezclador para aplicaciones que requieren suspensión de sólidos, necesitamos calcular la velocidad de sedimentación de las partículas. Los componentes que afectan la tasa de sedimentación son:
- Tamaño de partícula
- Concentración de Sólidos
- Gravedad específica del sólido (nota: esto es diferente al SG del fluido)
En base a la información anterior y la ley de Stoke, se puede calcular la tasa de sedimentación del sólido. La velocidad de sedimentación sólida es crucial, ya que afecta a la cantidad de bombeo requerida para lograr el nivel adecuado de suspensión, lo que afecta la configuración del mezclador.
Por ejemplo, si el tamaño de partícula de dos productos es el mismo y la gravedad específica de los sólidos es diferente, los sólidos con la gravedad específica más alta tendrán una tasa de sedimentación más alta y, a su vez, requerirán un mezclador más grande para la suspensión.
Calidad de la suspensión
El nivel de suspensión, o calidad de suspensión, requerido en una aplicación generalmente está determinado por la uniformidad que debe tener el producto. La suspensión se logra utilizando la cantidad específica de fuerza de fluido o»bombeo». Cuanto mayor sea el nivel de bombeo, mayor será la intensidad de mezcla. La intensidad de mezcla generalmente se clasifica como leve, media y vigorosa. A medida que aumenta el nivel de bombeo, también aumenta el nivel de uniformidad.
Echemos un vistazo más de cerca a los tres niveles de calidad de suspensión que se pueden lograr en la mezcla:
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Cada nivel de calidad de suspensión depende de interacciones complejas de flujo generado por el impulsor, turbulencia y carga sólida. Aunque hay múltiples factores a considerar en sistemas sólidos / líquidos, la configuración del mezclador para este proceso siempre comienza con la selección del impulsor.
Configuración del mezclador
El diseño correcto del impulsor es crucial para alcanzar y mantener la calidad de una aplicación. Los impulsores que crean un flujo axial proporcionan una velocidad anular (fuerza de bombeo ascendente) necesaria para garantizar que los sólidos permanezcan en suspensión.
La velocidad de flujo en un tanque debe ser mayor que la velocidad de sedimentación sólida, y el nivel de velocidad anular alcanzado determinará la calidad de la suspensión creada en el tanque.
Para obtener más información sobre los tipos de impulsores y sus patrones de flujo, consulte nuestro artículo sobre Los Principios básicos de Mezcla e Impulsores
Resumen
Como puede ver, calcular y comunicar la gravedad específica de cada uno de sus fluidos de mezcla a nuestros ingenieros de ventas conduce a la configuración de un mezclador que logrará excelentes resultados de mezcla.
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