Selección de Agitadores ChemineerChemineer

Marzo - 2009

Introducción: Antes de realizar una selecciónIng. en aplicaciones se da una solución lo mas

aproximadamente posible. NO HAY SOLUCIÓN ÚNICA.

Se debe de optar por lo más conveniente para el Cliente (economía).

La selección del agitador requiere de la interacción directa con el Cliente.

Requerimientos del sistema

De acuerdo al data sheet, los datos más relevantes son:

Datos del sistema: Viscosidad Gravedad Específica Temperatura (depende mucho si se piensa usar un sello

mecánico) Tiempo de mezclado (de acuerdo al Cliente, a menor

tiempo, mayor cantidad de energía requerida) Gas entrante (inyección de gas, si lo requiere) Grado de agitación (Chemescale level, 1 – 10; de 10 – 15

no hay mucha diferencia)

Requerimientos del sistema

Datos del tanque: Descripción del tanque

Requerimientos del sistema

Datos del tanque: Tipo de tapa (Head)

- ASME- Cone (cono)- Ellip (elipse)- Flat (abierto)- Hemi- Standard

Si no se trata de tapa ASME, es Standard, en todo caso se requiere medir la profundidad de la tapa.

Requerimientos del sistema

Datos del agitador: Tipo (vertical/horizontal) Entrada Portátil (si/no) Montaje Fuera de centro (boquilla fuera de centro, en grados)

Recomendaciones importantes antes y durante la selección Se requieren conocer niveles máximos y mínimos del fluido.

Recomendaciones importantes antes y durante la selección En caso de tener sólidos en suspensión, ocupando todo el

fluido, se puede hacer uso de los “bufles”.

Recomendaciones importantes antes y durante la selecciónDe ser necesarios los “bufles”, es posible colocar el mezclador

fuera de eje (mejora la suspensión de sólidos).Llenar la ficha de datos (data sheet) junto con el cliente.Los sellos mecánicos se seleccionan por temperatura y

presión.El chemescale 1 es sólo para mezclas sencillas, no es de

importancia el tiempo de mezclado.A partir del chemescale 2 se pueden suspender los sólidos, si

no es un fluido muy viscoso.

Grados de agitación

Tipo de Agitación Chemscale

Mild (ligero) 1 a 2

Médium (medio)3 a 6

Violent (violento) 7 a 10

Foaming (espuma)

Other

Grados de agitación

El tamaño y los costos de la máquina aumentan con el grado de agitación.

Chemscale vs. Torque

0

1000

2000

3000

4000

Chemscale

Torq

ue (M

achi

ne S

ize)

Torque

Torque 100 200 1200 3000

2 3 6 10

Grados de agitación

El término Chemscale es usado para:Mejorar la comunicación con el cliente.Mayor participación del cliente en el proceso de

selección.

Clasificación de la agitación:Mezclar y moverSólidos en suspensiónDispersión de gases

Grados de agitación

Mild agitation (agitación ligera) Chemscale 1 -2 Para aplicaciones que requieran velocidades bajas del fluido para cumplir con los objetivos de

la mezcla.

2

6

12

Descripción del proceso

Mezcla de líquidos miscibles uniformes, si las diferencias de la gravedad específica es menor a 0.1

Chemscale Velocidad del fluido (ft/min)

1

Grados de agitación

Medium agitation (agitación media) Chemscale 3 - 6 Utilizado en la mayoría de procesos químicos industriales.

Descripción del proceso

Mezcla de f luidos uniformes cuando la diferencia de gravedad especif ica es menor a

0.3

Mezcla de f luidos miscibles con viscosidad menores a 5000 cps.

Chemscale Velocidad del fluido (ft/min)

3

4

18

24

Grados de agitación

Medium agitation (agitación media) Chemscale 3 - 6 Utilizado en la mayoría de procesos químicos industriales.

Descripción del proceso

Mezcla de fluidos uniformes cuando la diferencia de gravedad especifica es menor que 0.6

Mexcla de fluidos cuando la viscosidad es menor que 10 000 cps.

Chemscale Velocidad del fluido (ft/min)

5

6

30

36

Grados de agitación

Violent agitation (agitación violenta) Chemscale 7 - 10Utilizado en aquellos procesos que requieren altas velocidades de fluido para cumplir con los

objetivos del proceso.

Descripción del proceso

Mezcla de fluidos uniforma cuando la diferencia de gravedad especifica es menor a 0.7

Fluidos con viscosidades menores a 70 000 cps.

Chemscale Velocidad del fluido (ft/min)

7

8

42

48

Grados de agitación

Violent agitation (agitación violenta) Chemscale 7 - 10Utilizado en aquellos procesos que requieren altas velocidades de fluido para cumplir con los

objetivos del proceso.

Descripción del proceso

Fluidos uniformes cuando la diferencia de gravedad especifica es menor a 1.0

Viscosidades menores a 100 000 cps

Chemscale Velocidad del fluido (ft/min)

9

10

54

60

Clasificación de la agitación

Mezclar y mover Liquido en contacto con otro liquido Ejemplo:

Liquido – Liquido reactivo Mezcla de liquidos miscibles Transferencia de calor Mezclas altas de los sólidos (> 70%) Mezclas bajas de los sólidos (< 2% solids)

Clasificación de la agitación

Mezclar y mover Es necesaria también la selección de un apropiado

tipo de impulsor. Los impulsores producen una combinación de flujo y

corte del fluido. Es recomendable incrementar el flujo y disminuir el

corte del fluido. Los impulsores de alta eficiencia son usados con

mayor frecuencia para estos casos.

Mezclar y mover – Tipos de impulsor

HE-3Flujo axialAltos rangos de bombeoBajo corteOpción mas común para estos casos.

Mezclar y mover – Tipos de impulsor

SC-3 (Alta eficiencia)Desempeño similar al del HE-3Diseño curvo de las aspas y el hub, lo que resulta en

mayor fuerza (menor peso).Utilizado para mayores longitudes de eje.

Mezclar y mover – Tipos de impulsor

P-4Utilizado en mezcla de líquidos, transferencia de calor,

suspensión de sólidos.Flujo axial y radial.4 álabes, inclinación 45 grados.Diseño simple y económico.

Mezclar y mover – Tipos de impulsor

S-4Impulsor de 4 alabesFlujo radialNo recomendable para

sólidos en suspensión.

Selección del agitador

Pasos a seguirElegir el tipo de impulsorDeterminar tamaño y dificultad

VolumenGravedad específicaViscosidad

Colocar la respuesta dinámica deseadaChemscale

Clasificación de la agitación

Sólidos en suspensiónPasos para la selección del agitadorDificultad

Tamaño de partículaGravedad específica de las partículasConcentración en volumen de las partículasGravedad específica del fluidoViscosidad del fluido

Resultados del proceso/respuesta dinámicaRelacionado con el grado de suspensión deseada por el Cliente.

Clasificación de la agitación

Sólidos en suspensión

Grados de suspensiónSin suspensiónMovimiento de las partículasSimplemente suspendidoTotalmente suspendido (uniforme)

Clasificación de la agitación

Sólidos en suspensión

Otras consideracionesEn caso de partículas flotantes, es necesaria mayor

experimentación en lab.La concentración esta limitada a 35% en volumen.Se asumen partículas esféricas.Para minimizar los efectos de abrasión y erosión de alabes, se

recomienda usar el HE-3

Clasificación de la agitación

Sólidos en suspensión

EjemplosMezcla de mineral y polimeroDisolucion de solidosCristalizacionReactor cataliticoPrecipitados

Clasificación de la agitación

Dispersión de gases

RecomendacionesEl objetivo es el de promover la transferencia de masa.Pequeñas burbujas tienen mayor área de contacto.La transferencia de masa se mejora con una mejor dispersión

de gases.

Clasificación de la agitación

Dispersión de gases

Grados de agitación Flooded Loaded Completely Dispersed

Dispersión de gases – Tipo de impulsor

D-6También conocido como Rushton TurbineImpulsor de 6 alabes

Dispersión de gases – Tipo de impulsor

CD-6/ BT-6Impulsor de 6 alabesDispersión de gases a cualquier nivelUtilidades: fermentación, hidrogenación, dispersión

líquido/líquido.

CD-6CD-6 BT-6BT-6

Uso de Bafles

4 bafles a 90° es lo ideal para fluidos no muy densos.Beneficios

Reducción de vórtices Promueve el movimiento de mezcla de arriba hacia

abajo.Demostraciones

Sin bafles2 bafles4 bafles