+33 (0)2 38 64 31 96

Fluidos no newtonianos – La importancia de la reología en el diseño de redes de tuberías

Fluidos no newtonianos – La importancia de la reología en el diseño de redes de tuberías

Jul 29, 2020 | Mecánica de fluidos

Las características de la viscosidad de los purines se definen por su reología que describe la deformación y el comportamiento de flujo de los materiales, tanto fluidos como sólidos. Se aplica a los fluidos que exhiben microestructuras complejas como lodos y suspensiones, barro, alimentos líquidos, etc. Estos tipos de fluidos se encuentran regularmente en las industrias mineras y de procesamiento de minerales, así como en el procesamiento de alimentos y los procesos farmacéuticos. Con el fin de diseñar y desarrollar sistemas de tuberías precisos y eficientes, una buena comprensión de la reología de los lodos y la viscosidad de los purines es esencial, y la determinación de la reología de los purines es de suma importancia.

La importancia de la viscosidad

La reología de lodos se ve afectada por varios atributos tales como fracción de masa, forma, tamaño, densidad, etc. de las partículas sólidas suspendidas en la suspensión, así como la densidad y viscosidad del fluido portador, típicamente agua.

Probablemente no es de extrañar que uno de los atributos reológicos más importantes a tener en cuenta es la viscosidad de los purines. La viscosidad de un fluido newtoniano, a diferencia de un fluido no newtoniano, es independiente de la velocidad de cizallamiento. Los modelos de reología más comunes utilizados para caracterizar los fluidos no newtonianos incluyen los modelos Herschel-Bulkley, Power Law, Casson y Bingham Plastic, todos los cuales están disponibles en el software FLUIDFLOW.

La importancia de los datos precisos de viscosidad ala densidad de los purines

FLUIDFLOW le permite trazar la relación de curva de la velocidad de cizallamiento frente a la tensión de cizallamiento o definir las constantes de la ecuación de viscosidad de lodo. El método que elija depende en gran medida de los datos de reología de lodos disponibles. La Figura 1 ofrece una visión general de las cenizas volantes definidas como un fluido no newtoniano. En este caso, la relación de viscosidad de Power Law se ha aplicado eficazmente a la velocidad de cizallamiento y a las características de tensión cortantes.

Velocidad de cizallamiento de cenizas fly vs stress Desar

Figura 1: Velocidad de cizallamiento de cenizas fly vs Shear Stress – Power Law Fluid.

La densidad de los purines también es una característica importante. La densidad de una suspensión se ve afectada por la densidad del fluido portador, así como por la densidad de partículas sólidas y la concentración de partículas sólidas en la suspensión. Aunque la concentración de partículas sólidas se define regularmente por el porcentaje de peso (Cw), la concentración se puede definir como peso o porcentaje de volumen en FLUIDFLOW.

Buenos datos combinados con un buen software de fluidos

Al diseñar o modelar un sistema de flujo de lodos, obtener buenos datos de reología de lodos es vital. Tener buenos datos combinados con una buena herramienta de software ayudará enormemente con el tamaño y la selección de tuberías, válvulas de bombas y accesorios. También ayudará mucho con las consideraciones económicas del proyecto. Por otro lado, los datos de reología insuficientes o deficientes pueden ser un factor que contribuye al fracaso o al éxito de un proyecto. El software FLUIDFLOW le ayuda a caracterizar sus lodos basados en los datos de reología y viscosidad de lodos que tiene disponibles. Esto ahorra tiempo y ayuda a validar los datos de lodos dando confianza en el diseño/modelo del sistema desarrollado.

Si no se dispone de datos fiables en el lugar, datos bibliológicos o experiencia previa, el primer paso es completar las pruebas de laboratorio para determinar la reología de los purines.

Una vez que se han originado datos fiables, el siguiente paso, por supuesto, es diseñar el sistema de suspensión. Aquí hay algunos consejos generales y útiles para ayudar con este desafío:

  • Minimice la longitud de la tubería para minimizar las pérdidas de presión.
  • Asegúrese de que las tuberías sean lo más rectas posible para minimizar las pérdidas de presión y el desgaste.
  • Instalar tuberías de forma inclinada para facilitar el vaciado de tuberías.
  • Las tuberías con bajas velocidades deben eliminarse en un esfuerzo por evitar el asentamiento de partículas y evitar el lijado y, en última instancia, el bloqueo de tuberías.
  • Minimice el número de accesorios de tubería.
  • Instale las válvulas de drenaje y las entradas de lavado.
  • Se deben evitar los bolsillos y las áreas ciegas. Cuando esto no sea posible, proporcione una válvula de drenaje.
  • Instale pliegues más anchos para reducir las pérdidas de presión y el desgaste.

Artículo escrito en mayo de 2019 por Martin King, Flite Software (fluidflow editor) – Traducido en francés por Marie-Amélie de Ville d’Avray, CASPEO

Calcule pérdida de carga en tuberías para fluidos no newtonianos con el software FLUIDFLOW

El software FLUIDFLOW le ayuda a diseñar complejos sistemas de flujo no newtonianos y lodos. Con FLUIDFLOW, determine las pérdidas de presión y diseñe sistemas de distribución de flujo que transporten lodos de sedimentación, fluidos no newtonianos y material de pulpa y papel. El software le ayuda a caracterizar su purine o fluido no newtoniano y diseñar su sistema. Los diagnósticos le ayudan a identificar posibles tuberías y tuberías de tamaño y bombas de manera efectiva y precisa.

Publicaciones recientes

Suscríbete a nuestro boletín de noticias

¿Quiere contarnos sobre tu proyecto?

¿Preguntas sobre sus procesos, sobre nuestro software de simulación de procesos o nuestros servicios? Escríbanos para conversar o planificar una reunión.

CASPEO - Servicios y software de simulación de procesos

CASPEO proporciona software de simulación y optimización a ingenieros implicados en procesos que utilizan materias primas, especialmente sólidos. También ofrecemos a los industriales servicios de diseño y optimización de sus instalaciones. Con CASPEO, vaya más allá de la simulación de procesos.

¡Mantengámonos conectados!

Tome decisiones claras

Consultoría

Programas de ingeniería

Obtenga una cotización

Desarrolle sus competencias

Cursos

Blog

Solicite una demostración

¿Necesita ayuda?

Soporte en línea

Contáctenos

Contacte un distribuidor

2020 © CASPEO - Todos los derechos reservados

Pin It on Pinterest

Share This