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dc.contributorRamirez, Jorge
dc.contributor.authorMartínez-De Jesús, Gastón
dc.date.issued2018
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11191/6047
dc.description113 páginas. Doctorado en Ingeniería de Procesos.
dc.description.abstractLos impulsores de alto corte (IAC) son muy utilizados en la industria de recubrimientos y pinturas para recuperar el tamaño primario de pigmentos (i.e. desaglomeración), sin embargo, los parámetros hidrodinámicos que caracterizan su desempeño son muy escasos en la literatura científica. Esto origina que el escalamiento y puesta a punto los proceso en los que se utilizan se ejecuten siguiendo reglas heurísticas y la experiencia de ingenieros de proceso. Por ello, en esta tesis, utilizando herramientas de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) y mediciones experimentales de consumo de potencia, se comparan los parámetros hidrodinámicos de los IAC tipo Norstone, Hockmeyer y Cowles. El estudio se realizó en el régimen de flujo laminar y de laminar a transición (0.5≤Re≤263). Se considera la naturaleza newtoniana y no newtonianos de tipo pseudoplástico de los fluidos de proceso. Se obtuvieron los campos de velocidad, la dependencia de los números de potencia (NP) y de bombeo (NQ) respecto al número de Reynolds (Re). También se comparan sus capacidades de disipación viscosa de energía en regiones cercanas a la superficie de los impulsores. Este parámetro es de particular interés ya que está relacionado con la capacidad de desaglomeración de partículas. Los valores de disipación viscosa en la zona de contacto con la superficie de los impulsores fueron de utilidad para definir la zona de bombeo efectivo. La comparación de estos parámetros, a una misma potencia inyectada, indica que los impulsores tipo Norstone pueden generar los valores más altos de disipación viscosa, lo cual sugiere que este impulsor tendría un mejor desempeño con partículas difíciles de desaglomerar. Sin embargo, su capacidad de bombeo es la de menor magnitud. En impulsor Cowles presenta los valores más altos de bombeo y los valores de disipación viscosa en presencia de fluidos newtonianos es aproximadamente del 90%, mientras que con fluidos pseudoplásticos es cercana al 70% ambas comparadas con los tipo Norstone. El impulsor Hockmeyer presenta un desempeño intermedio. Tanto con la los fluidos newtoniano y pseudoplásticos, este genera cerca del 50% de la disipación respecto de los tipo Norstone, pero su capacidad de bombeo es aproximadamente el 70% del Cowles. Los datos de simulación indican que existe una relación inversa entre las capacidades de disipación de energía y la viscosidad del fluido de proceso. Para investigar el desempeño de los impulsores tipo Norstone con relación al tamaño de sus surcos, se evaluaron tres variantes de estos. El primero que presenta surcos de una profundidad de 3 mm, el segundo 1.5 mm y un disco plano. Los resultados numéricos indican que la función principal de los surcos es la generación de bombeo. Sin embargo, cuando se evaluaron altas velocidades de agitación, los surcos presentan valores de disipación viscosa comparable a los máximos generados por el Hockmeyer. Utilizando la metodología de Metzner y Otto adaptada a herramientas de CFD se obtuvieron las constantes de Metzner y Otto, la cuales son utilidad práctica para estimar la potencia de impulsores operando con fluidos pseudoplásticos. Además, para el Hockmeyer se obtuvieron datos experimentales de reducción de tamaños de partículas de polvos minerales, los cuales se relacionaron directamente con los datos numéricos de disipación viscosa. Y estos resultados fueron comparados con los generados por una turbina Rushton.
dc.formatpdf
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información.
dc.subjectDesaglomeración; Disipación viscosa.
dc.subject.classificationBIOLOGÍA Y QUÍMICA::QUÍMICA::QUÍMICA INORGÁNICA::QUÍMICA DE LOS PIGMENTOS
dc.subject.lccTA357.5.D37
dc.subject.lcshComputational fluid dynamics.
dc.subject.otherDinámica de fluidos computacional.
dc.subject.otherAlgoritmos de aproximación.
dc.subject.otherImpulsores.
dc.subject.otherPigmentos.
dc.titleIntensificación de procesos de dispersión en sistemas agitados mecánicamente
dc.typeTesis de doctorado
dc.audiencestudents
dc.audienceresearchers
dc.thesis.degreedepartmentDivisión de Ciencias Básicas e Ingeniería.
dc.thesis.degreelevelDoctorado.
dc.thesis.degreegrantorUniversidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco.
dc.thesis.degreenameDoctorado en Ingeniería de Procesos.
dc.format.digitalOriginBorn digital


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