pego aqui lo q me deja copiar del pdf... y si os suena y me quereis echar una mano os paso el pdf, q hay un par de grafiquillas etc.
PROBLEMA (10 PUNTOS)
Una industria produce zumo de naranja fresco con un 12 % en peso de sólidos y el resto de agua.
En la planta se busca concentrar ese zumo hasta un 42 % de sólidos. Para ello, una parte de una corriente
de zumo fresco de 100 toneladas por hora se envía por una tubería, y la otra se trata en un evaporador hasta
alcanzar un 58 % en sólidos. Después, ambas corrientes se mezclan, obteniéndose la concentración
deseada. Al desviar parte del zumo fresco, en vez de tratarlo todo, se logra conserva mayor cantidad de
aromas. El proceso se esquematiza en la Figura 1.
Figura 1.- Diagrama del proceso
La corriente resultante del proceso anterior presenta las características que se recogen en la Tabla 1
y debe circular por una conducción recta, horizontal y lisa de 100 m de longitud, 7,5 cm de diámetro interno.
Sabiendo que
a) El modelo reológico que describe el comportamiento de este fluido es el siguiente:
,0 538
τ = ,5 06·γ
Para el cálculo del valor del factor de rozamiento en este tipo de fluidos hay que utilizar el número de
Reynolds generalizado Reg que se define del siguiente modo:
( )
+
=
−
−
k
v D
n
n
n n
n
n
g
ρ
2
3( )
·
3 1
Re 2 ·
siendo n el índice de comportamiento del fluido, k el índice de consistencia de dicho fluido y v la
velocidad de circulación del mismo.
c) El cálculo del factor de rozamiento debe realizarse según el gráfico de Dodge y Metzner recogido en
la Figura 2.
Tabla 1.- Características del concentrado obtenido
Densidad 1,08 g/cm3
Concentración de sólidos 42 %
Color según parámetros CIELAB
L* = 79,62
a* = 11,61
b* = 72,15
C*ab = 73,11
hab = 80,87ºFigura 2.- Gráfico de Dodge y Metzner
Resuelva las siguientes cuestiones:
a) Calcule el caudal másico de todas las corrientes reflejadas en la Figura 1 y su composición en agua
y sólidos.
Indique la relación entre las corrientes de B y A, R y A reflejadas en la Figura 1.
c) Explique razonadamente qué tipo de fluido es el representado en la Tabla 1.
d) Calcule la pérdida de energía por rozamiento que sufre este fluido al circular por la conducción de
100 m de longitud y 7,5 cm de diámetro interno.
e) Si se dispone de una bomba de un rendimiento del 35 %, calcule la potencia necesaria para
conseguirlo.