Ejercicios

3. Un tanque cilíndrico de 1 m de diámetro, provisto de placas deflectoras, se agita con un rodete de turbina de 0,333 m de diámetro que gira a 120 rpm. El tanque contiene agua a 20 ºC, a través de la cual se hacen pasar 50 m3/h de aire a la presión atmosférica. Calcúlese: (a) el consumo de potencia total y por unidad de volumen de líquido; (b) la retención de gas; (c) el diámetro medio de las burbujas; y (d) el área interfacial por unidad de volumen de líquido. Para el agua, la tensión interfacial es 72,75 dina/cm. La velocidad de ascenso de las burbujas puede considerarse constante e igual a 0,2 m/s. 4. Un tanque agitado de 1,83 m de diámetro contiene una turbina de seis palas rectas de 0,61 m de diámetro, situada a un diámetro del impulsor por encima del fondo del tanque, y que gira a 80 rpm. Se ha propuesto este tanque para neutralizar una solución acuosa diluida de NaOH a 70 °F con una cantidad estequiométricamente equivalente de ácido nítrico concentrado (HNO3). La altura final del líquido en el tanque ha de ser de 1,83 m. Suponiendo que todo el ácido se añade al tanque de una vez, ¿cuánto tiempo se requiere para que la neutralización sea completa? Densidad del líquido: ρ = 62,3 lb/ft3 Viscosidad del líquido: µ = 6,6 × 10-4 lb/ft s 5. Un tanque agitado de 1,8 m de diámetro que opera con una profundidad de líquido de 1,8 m se utiliza para preparar una suspensión de un solido de tamaño malla 150 en agua a 70 °F. El sólido tiene una densidad relativa de 3,18 y la suspensión contiene 25% en peso de sólidos. El impulsor es una turbina de cuatro palas inclinadas de 0,61 m de diámetro colocado a 0,61 m sobre el fondo del tanque. a) ¿Cuál es la potencia requerida para la suspensión completa? b) ¿Cuál es la velocidad crítica de agitación?

6. Un recipiente en una planta piloto de 0,3 m de diámetro es agitado por medio de un impulsor tipo turbina de seis aspas de 0,1 m de diámetro. Cuando el número de Reynolds del impulsor es 104, se halló que el tiempo de mezclado de dos líquidos miscibles es de 15 s. La potencia requerida es de 0,4 kW/m3 de líquido. a) ¿Qué potencia se requerirá proporcionar al impulsor para obtener el mismo tiempo de mezclado en un recipiente de 1,8 m de diámetro? b) ¿cuál sería el tiempo de mezclado en ese recipiente de 1,8 m de diámetro si la potencia alimentada por unidad de volumen fuera la misma de la del recipiente de la planta piloto?