Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / Ingeniero Civil, Mención Hidráulica Sanitaria Ambiental / El transporte hidráulico de sólidos a través de sistemas de tuberías es ampliamente utilizado
en distintos procesos de la industria química, minera y alimenticia, entre otros. Para su
correcto diseño, el cálculo de la velocidad de depósito y las pérdidas de carga, es fundamental
para asegurar el transporte total de las partículas presentes en la mezcla sólidos- líquido. En la
literatura, se encuentran varios estudios en esta materia cuando el uido utilizado como medio
de transporte de los sólidos es newtoniano. Sin embargo, dependiendo de la concentración
de sólidos y de la presencia de nos, el uido newtoniano junto a los nos se puede modelar
como una mezcla no newtoniana que interactúa con las fracciones más gruesas de sólidos. Este
tipo de mezclas con carácterísticas no newtonianas se utiliza extensivamente en la industria
minera nacional para el transporte de pulpas y relaves. No obstante, en la literatura existen
escasos estudios que se re eran al cálculo de la velocidad de depósito y pérdidas de carga en
mezclas sólidos líquido no newtonianas. Con el n de calcular escalas físicas, se construyó una
instalación experimental que consiste en un sistema cerrado de tuberías por el cual escurre
una mezcla bifásica, en que la fase líquida es un uido no newtoniano de ley de potencia y
la fase sólida son microesferas de vidrio.
Experimentalmente se encuentró que la velocidad de depósito para partículas de 120,
300 y 600 micrones, a concentraciones en volumen de sólidos entre 17% y 32 %, ocurre en
régimen laminar. Adisionalmente, se observó que las partículas de 300 y 600 micrones nunca
lograron formar un lecho estático en la tubería, incluso a números de Reynolds inferiores
a 100. Además, mediante imágenes tomográ cas de concentración, se observó un proceso
migratorio importante de las partículas desde el interior hacia los bordes de la tubería.
A partir de los datos experimentales, se propone un modelo para el cálculo de la velocidad
de depósito y del factor de fricción de la mezcla sólidos líquido no newtoniana. El modelo
propuesto para las pérdidas de carga tiene un error cuadrático medio de 11.2% respecto a
los resultados experimentales. El modelo propuesto para la velocidad de depósito muestra
un buen ajuste con los resultados experimentales y muestra una buena correlación con los
resultados de Shah and Lord (1991) con una diferencia porcentual entre un 10% y 20 %. Respecto
al fenómeno de migratorio de partículas, este fue analizado cualitativamente mediante
un modelo difusivo basado en la frecuencia de colisiones. Finalmente, los resultados de esta
investigación son un aporte importante en el desarrollo y comprensión de los fenómenos que
rigen el transporte de mezclas sólidos líquido no newtonianas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/132978 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Montserrat Michelini, Gonzalo Javier |
| Contributors | Tamburrino Tavantzis, Aldo, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Ingeniería Civil, Ihle Bascuñan, Christian, Martínez Carreaux, Francisco |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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