Clase 19 UT 8 1 Desintegracion Mecanica de Los Solidos

5/21/2018 Clase 19 UT 8 1 Desintegracion Mecanica de Los Solidos

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OPERACIONES UNITARIAS IDr. Ing. Qco. Walter Gustavo Morales

Ingeniera Qumica 2013 FRRe - UTN


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g

Unidad TemticaDesintegracin mecnica delos slidos


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UNIDAD :Desintegracinmecnica de los slidosConsideraciones generales y objeto. Finalidad de la reduccinde tamaos. Teora de trituracin: Mecanismo de la reduccinde tamao. Energa necesaria para la reduccin de tamao.Ley de Rittinger. Ley de Bond. Ley de Kick. Mtodos deoperacin de los equipos de reduccin de tamao. Reduccingrosera de tamao: quebrantadores de Blake y de Dodge.Quebrantadores giratorios. Clculo aproximado de lacapacidad de los quebrantadores. Reduccin intermedia detamao. Molinos de martillo, de mazas (Bocartes), de mortero,de muela verticales, de agujas, Trituradores de rodillo, cnico,etc. Reduccin fina de tamaos. Molinos de rodillo. Molinos deaccin centrfuga. Molinos de bolas o barras, distintos tipos,condiciones de operacin. Molinos ultrafinos. Consumo depotencia en los equipos. Estado actual de la teora demolienda. Operatividad, alimentacin, molienda en circulocerrado, etc.


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UNIDAD :Desintegracinmecnica de los slidosOBJETIVOS

1) Hacer conocer el equipamiento existente para la operacin demolienda.

2) Brindar los fundamentos sobre las leyes que caracterizan estaoperacin.

3) Brindar criterios para la seleccin de equipos de molienda.

4) Resolver problemas de aplicacin.


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Objetivo

Aumentar la superficie Reacciones qcas. (combustin), flujo de gas (resistencia al flujo),

lixiviado (velocidad de extraccin), secado de slidos.

Separacin de constituyentes

Adems, reactividad qca., color ycapacidad de recubrimiento (pigmentos)


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Mecanismo de

reduccin de tamao

Extraordinariamente complejo Una masa impacto brusco: pocas partculas

grandes y cierto nmero part. finas, pocas de

tamao intermedio. Si + energa deimpactos

Tamao partculas finas relacionado con

estructura interna Partculas de tamao mayor ligado alproceso reduccin de tamao


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Mecanismo de

reduccin de tamao

AgrupacinodistribucinPersistente

AgrupacinodistribucinTransitoria

HEYWOOD


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Pequeas fisuras presentes

Estructura

interna

Nueva superficie

Mecanismo de

reduccin de tamao

Energa requeridapara unareduccin detamao


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Reduccin de tamao

Proceso muy poco eficaz, 0,1 2,0 % (energa

superficial)

La eficacia del proceso depende de: Magnitud de la fuerza

Forma de aplicacin Naturaleza de la fuerza: compresin, impacto o

cizalla.

Mecanismo de

reduccin de tamao


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PIRET: compresin pequeas grietas , sienerga excede cierto valor CRTICO, la

grieta crece rpida , ramificndoseprovocando rotura del material.

Existe cierto retraso entre el momento demxima carga y el de fractura.

Similitud reaccin qca.

Mecanismo de

reduccin de tamao


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Energa para

reduccin de tamao

Ley de Rittinger: la energa requerida esdirectamente proporcional al incremento

de superficie.

Ley de Kick: la energa requerida esta

relacionada con la relacin de reduccinL1/L2


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Energa para

reduccin de tamao

Ecuacin diferencial fundamental

p= -2 Ley de Rittinger

p= -1 Ley de Kick

pCL

dL

dE

12

11

LLfKE cR

2

1lnL

LfKE cK


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Energa para

reduccin de tamao

Ley de Rittinger: proceso nueva superficie,molturacin fina.

Ley de Kick: energa necesaria paradeformacin elstica, para trituracin de

material grueso.

Ley de Bond: p= -3/2

2/1

1

2/1

2

112

LLCE

2/1

2

11

12

qLCE

2

1

L

Lq


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Energa para

reduccin de tamao

C = 5 Ei

Ei ndice de trabajo, expresndolo comola cantidad de energa requerida para

reducir la unidad de masa de materialdesde un tamao de partcula infinito hastaun tamao L2de 100 m (es decir, q = ).

2/1

2

11

100

qLEE i


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Formas utilizada de la energa :a) Deformacin elstica de las partculas.b) Deformacin no elstica, reduccin de

tamao.e) Distorsin elstica del equipo.d) Friccin.

e) Ruido, calor y vibraciones del equipo, yf) Prdidas por rozamientos en lamaquinaria.

nicamente el 10 % de la energa total esutilizada de forma eficaz.

Energa para

reduccin de tamao


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Incremento en la superficie

directamente proporcional a la energa

suministrada,

Velocidad de aplicacin de la carga, factor

importante

Energa para

reduccin de tamao


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Mtodos de operacin Molturacin libre

Alimentacin estrangulada

Molturacin en circuito abierto

Molturacin en circuito cerrado


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Mtodos deoperacin


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Tamao de laalimentacin

Tamao del producto

Trituradores primarios 1500 40 mm (60 1 in)

50 - 5 mm

Trituradoresintermedios

50 5 mm (2 in) 5 0,1 mm

Trituradores finos 5 2 mm (1/4 1/8 in) 0,1 mm

Molinos coloidales 0,2 mm (80 mallas) Hasta 0,01 m


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Va seca o por va hmeda

Ventajas va hmeda:a) La potencia consumida es aprox. un 20-

30 % menor.b) La capacidad de la planta aumenta.

c) Se facilita la separacin del producto,reducindose la cantidad de finos.d) Se elimina la formacin de polvo.e) Los slidos se manejan ms fcilmente.


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Naturaleza delmaterial a triturarEleccin mquina es funcin de:

1. Naturaleza del producto

2. Cantidad

3. Tamao del material a tratar


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Naturaleza delmaterial a triturar Dureza

Estructura

Humedad

Tensin de rotura

Fragilidad

Pegajosidad

Untuosidad

Materiales Explosivos


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Equipo de trituracinTrituradores primarios Trituradores intermedios Trituradores finos

Quebrantador de mandbulasBlake

Triturador de rodillos Molino Buhrstone

Quebrantador de mandbulasDodge

Triturador de disco Molino de rodillos

Triturador giratorio Molino de muelas verticales Molino Raymond

Triturador cnico Molino Griffin

Batera de bocartes Molino de bolas centrfugo

Molino de martillos Molino de anillo y rodillosTriturador de un solo rodillo Molino de bolas

Molino de agujas Molino tubular

Molino de mortero Molino Hardinge

Triturador de jaula de ardilla Molino Lopulco


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Bibliografa

Coulson& Richardson, Ingeniera Qumica.Operaciones Bsicas, 3a Edicin, EditorialRevert, S.A., Sevilla, 2003.

McCabe, Warren L., SMITH Julian C.,HARRIOT, Peter. Operaciones Unitarias enIngeniera Qumica. Sptima Edicin, Mxico,Editorial Mc Graw Hill, 2007.

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