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Ingeniare. Revista chilena de ingeniería

versión On-line ISSN 0718-3305

Ingeniare. Rev. chil. ing. v.15 n.3 Arica dic. 2007

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-33052007000300008 

 

 

Ingeniare. Revista chilena de ingeniería, vol. 15 No 3, 2007, pp. 283-290

ANÁLISIS DE LA FUNCIÓN DE CORRECCIÓN DE LA VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN PARA MICRO PARTÍCULAS

ANALYSIS OF THE CORRECTION FUNCTION FOR MICRO-PARTICLE SEDIMENTATION VELOCITY

Gonzalo Salinas-Salas1   Igor Ruiz-Tagle-Gutiérrez2   Frank Babick3

1 Universidad de Talca. Departamento de Tecnologías Industriales. E-mail: gsalinas@utalca.cl

2 Universidad de Talca. Departamento de Ciencias de Ingeniería. E-mail: iruiz@utalca.cl

3 Technische Universität Dresden. Arbeitgruppe für Verfahrenstechnik und Umwelttechnik. E-mail: mechanvt@rcs.urz.tu-dresden.de


RESUMEN

La velocidad de sedimentación de las partículas presentes en una suspensión sufre una caída monótona en función de la concentración volumétrica de éstas, por efecto de las fuerzas hidrodinámicas y electroquímicas que se presentan en una suspensión. El valor efectivo que alcanza la velocidad de sedimentación puede evaluarse a partir de la velocidad de sedimentación teórica de una partícula única, multiplicada por la denominada función de corrección de velocidad o función obstáculo, la que considera tanto el régimen de escurrimiento como la concentración volumétrica de partículas. Los valores determinados para esta función por Richardson y Zaki en 1954 [14] son los más utilizados actualmente, donde el valor propuesto para el caso de regímenes de escurrimiento del fluido por sobre las partículas, cuyos números de Reynolds sean menores a 0,25, se establece un valor único de 4,65, independientemente del tamaño de las partículas. El presente artículo muestra los resultados alcanzados a partir de un trabajo experimental desarrollado con micro partículas calibradas de óxido de silicio (SiO2), que indica que el valor del exponente de la función de corrección depende inversamente del tamaño, para el caso de partículas de orden micrométrico, lo que daría lugar a un nuevo valor para el exponente.

Palabras clave: Función de corrección, velocidad de sedimentación, micro partículas.

ABSTRACT

The sedimentation velocity of micro-particles in suspension decreases with increasing concentration due to hydrodynamic and electrostatic forces. This velocity can be estimated on the basis of the theoretical velocity of a single particle, multiplied by a correction factor which depends on the flow regime as well as the volumetric concentration of the particles. The most commonly used values are those determined by Richardson and Zaki in 1954 [14]. For flow regimes characterized by a Reynolds' number less than 0,25, a constant value of 4,65 is used which does not depend on the particle size. The present article presents results of micro-particle sedimentation research performed with calibrated silicon oxide particles (SO2), which indicate that the exponent in the correction function is inversely dependent on micro-particle size for this flow regime, as opposed to the constant value previously used.

Keywords: Correction function, sedimentation velocity, micro particles.


REFERENCIAS

[1] F. Babick, M. Stintz and G. Salinas-Salas, "Sedimentation of Colloidal Particles. Experimental study on the influence of the ionic strength on the hindrance function". 12th IACIS International Conference on Surface and Colloid Science. Beijing, China. 2006.         [ Links ]

[2] F. Babick, G. Salinas-Salas, T. Sobisch and D. Lerche. "Particle interactions in dispersions of micro and microparticles". PARTEC 2007 World Congress on Particle Technology. Nürenberg, Germany. 2007.         [ Links ]

[3] E. Barnea and J. Mizrahi. "A generalized approach to the fluid dynamics of particulate systems". The Chemical Engineering Journal. Vol. 5, pp. 171-189. 1973.         [ Links ]

[4] G.K. Batchelor. "Sedimentation in a dilute dispersion of spheres". Journal Fluid Mechanics. Vol. 119, pp. 379-408. 1982.         [ Links ]

[5] R. Bürger, F. Concha, K.K. Fjelde and K. Karsten Hvistendahl. "Numerical simulation of the settling of polydisperse suspensions of spheres". Power Technology. Vol. 113, pp. 30-54. 2000.         [ Links ]

[6] P.Y. Cheng and H.K. Schachman. "Studies on the validity of the Einstein viscosity law and Stokes law of sedimentation". Journal Polymer Sci. 16, pp. 19-30. 1955.         [ Links ]

[7] R.H. Davis and A. Acrivos. "Sedimentation of noncolloided particles at low Reynolds numbers". Ann. Rev. Fluid Mech. 17, pp. 91-118. 1985.         [ Links ]

[8] A. Einstein. "Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen". Annalen der Physik IV Folge 19, pp. 289-306. 1906.         [ Links ]

[9] D. Frömer. "Experimentelle und theoretische Untersuchungen zum Sedimentationsver-halten von Erythrozyten im Gravitations- und Zentrifugalfeld" . Dissertation; Humboldt Universität. Berlin, Deutschland. 1998.         [ Links ]

[10] Deutsches Institut für Normung e. V. "DIN. Norme 66111 Über Sedimentationsmethoden", pp. 61-63. 1989.         [ Links ]

[11] K. R. Hall. "Another hard-sphere equation of state". J. Chem. Phys. 57, pp. 2252-2254. 1992.         [ Links ]

[12] B. Hoffmann and K. Husemann. "Sinkgeschwin-digkeit kugelförmiger Teil-chen in Suspension bei laminar bzw. turbulenter Umströmung - Exakte Lösung der Bewegungsgleichung". Chem. Ing. Techn. Vol. 75 No 3, pp. 757-763. 2003.         [ Links ]

[13] M. Mason and W. Weaver. "The settling of small particles in a fluid". Phys. Rev. Vol. 2, pp. 412-426. 1924.         [ Links ]

[14] J.F. Richardson and W.N. Zaki. "Sedimentation and Fluidisation. Part I". Trans. Inst. Chem. Eng. , pp. 35-53. 1954.         [ Links ]

[15] S. Ripperger, G. Salinas-Salas, M. Stintz and B. Bessely. "Untersuchungen der Sedimentation von microskaligen Partikeln im Zentrifugalfeld" . Filtrieren & Separieren. No5 , pp. 220-238. 2002.         [ Links ]

[16] G. Salinas-Salas, M. Stintz y B. Wessely. "Construcción y calibración de una celda de sedimentación gravimétrica para la medición fotométrica de la distribución de tamaño de micro partículas". Rev. Fac. Ing. - Univ. Tarapacá. Vol. 13 No2, pp.39-49. 2005.         [ Links ]

[17] H. Schubert, E. Heidenreich, F. Liepe and T. Neeße. "Mechanische Verfahrenstechnik". Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie. 1990.         [ Links ]

[18] H. Steinour. "Rate of sedimentation: Non-flocculated suspensions of uniform spheres". Ind. Eng. Chem. Vol. 36 No 7, pp. 168-624. 1944.         [ Links ]

[19] M. Ungarisch. "On two-phase flow in a rotating boundary layer". Springer-Verlag. Berlin Heidelberg, Germany . 1993.         [ Links ]

[20] M. Zogg. "Einführung in die Mechanische Verfahrenstechnik". Teubner Verlag. Auflage: 3. 1993.         [ Links ]


Recibido el 6 de diciembre de 2006, aceptado el 13 de septiembre de 2007


 

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