Cámaras de Mezclado

CÁMARAS DE MEZCLADO DEFINICION: 

La sección donde sucede el proceso de mezclado de dos corrientes de fluidos, es llamada cámara de mezcla, o mezclador.

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Este tipo de dispositivo solo se emplea en los sistemas continuos o circulantes para la mezcla completa de fluidos miscibles. es un equipo en el cual ingresan más de una corriente de fluido (gas ideal o vapor), que luego de mezclarse, salen bajo un mismo estado.

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La condición de funcionamiento para este equipo, es que las presiones de entrada deben ser iguales a la presión de salida.

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La cámara de mezcla funciona en régimen permanente y es adiabática.

FUNCIONAMIENTO: 

Es un equipo en el cual ingresan más de una corriente de fluido (gas ideal o vapor), que luego de mezclarse, salen bajo un mismo estado.

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La condición de funcionamiento para este equipo, es que las presiones de entrada deben ser iguales a la presión de salida.

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La cámara de mezcla funciona en régimen permanente y es adiabática y por ser adiabático Q = 0 y no realizarse trabajo.

CONSIDERACIONES: La transferencia de calor es insignificante ya que normalmente están bien aisladas. Se desprecian los cambios de energía potencial en el dispositivo. Los cambios de la energía cinética en el dispositivo son muy pequeños como para tomarse en cuenta.

No hay trabajo asociado.

PROPIEDADES DE ENTRADA Y DE SALIDA: 

El fluido sale en forma de mezcla saturada.

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Es un dispositivo adiabático ya que la presión en ambas entradas es igual a la presión en la salida.

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El flujo másico en la salida viene dado por la suma de los flujos másicos de ambas entradas.

TIPOS DE MEZCLADORES: Mezcladores de Chorro: 

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Estos, entre los cuales están los sopletes oxhídricos, se basan en el choque de un chorro contra otro, generalmente ambos a presión. Este tipo de mezclador se emplea a veces para líquidos, pero su mayor aplicación es la mezcla de combustibles gaseosos antes de inflamarlos.

Mezcladores de Inyector: 

Estos consisten en un tubo principal, y en un tubo, un surtidor, una tobera o un orificio auxiliar por el que se inyecta un segundo ingrediente en la corriente principal.

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Este tipo de mezclador, sencillo y poco costoso, se emplea mucho para mezclar, en cualquier proporción, gases con gases, gases con líquidos y líquidos con líquidos. Son ejemplos de mezcladores de este tipo para la mezcla de líquidos mutuamente insolubles, los mecheros Bunsen, los quemadores de petróleo, las pistolas pulverizadoras, los carburadores, el cañón lanza cemento, los atomizadores y los mezcladores de tobera.

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Mezcladores de Columnas con Orificios o de Turbulencia: 

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Estos mezcladores, utilizadores principalmente para el tratamiento continuo de los destilados de petróleo, que representa una columna sencilla con orificios, o una tobera Duriron especialmente diseñada para producir turbulencia máxima. Estos mezcladores se basan en la transformación de la energía de presión en energía de velocidad turbulenta y encuentra muchas aplicaciones cuando la viscosidad es demasiado pequeña para permitir que se completen las reacciones en el poco tiempo disponible.

FUNCIONAMIENTO: 

Empleado para controlar la cantidad de aire que circula por los conductos y lleva incorporados unas válvulas que permiten la distribución de aire a los diversos recintos así como controlar la mezcla de aire caliente y frío.

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Este tipo de dispositivo solo se emplea en los sistemas continuos o circulantes para la mezcla completa de fluidos miscibles.

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Es un equipo en el cual ingresan más de una corriente de fluido (gas ideal o vapor), que luego de mezclarse, salen bajo el mismo estado.

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La condición de funcionamiento para este equipo, es que las presiones de entrada deben ser iguales a la presión de salida.

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La cámara de mezcla funciona en régimen permanente y es adiabática.

DIBUJO ESQUEMÁTICO:

PROPIEDADES DE ESTADO EN LA ENTRADA Y LA SALIDA: 

Las cámaras de mezcla casi siempre están bien aisladas (q≈0) y no implican ningún tipo de trabajo (W=0).

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Además, las energías cinéticas y potencial de las corrientes de fluido suelen ser despreciables (ec≈0 , ep≈0).

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En consecuencia, todo lo que queda en la ecuación de la energía corresponde a las energías totales de las corrientes entrantes y de la mezcla saliente.

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El principio de la conservación de la energía requiere que estas dos sean iguales entre sí.

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Por tanto, para este caso la ecuación de la conservación de la energía es análoga a la ecuación de la conservación de la masa.

ECUACIÓN DE CONTINUIDAD: 

El principio de la conservación de la masa en una cámara de mezcla requiere que la suma de las relaciones de flujo de masa entrantes sean iguales a la relación de flujo de masa de la mezcla saliente.

PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA:

EJEMPLO: 

Un flujo de agua caliente a 80ºC entra a una cámara mezcladora a una razón de 0.5 kg/s y se mezcla con un flujo de agua fría a 20ºc

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Se desea que la mezcla salga de la cámara a 422ºC.

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Calcule el flujo de masa de agua fría.

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Suponga que todos los flujos están a la presión de 250kpa

CONCLUSIONES: 

Creemos que el uso de las cámaras de mezclado es de suma importancia en el área de la Termodinámica, porque sin ellas no podríamos mezclar completamente los fluidos miscibles, cosa que es muy importante en la industria en todo el planeta.

FUENTES BIBLIOGRAFICAS: 

http://termodinamica-1aa131.blogspot.com/2013/06/camarade-mezcla.html

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http://www.buenastareas.com/ensayos/Camaras-DeMezclado/2567897.html

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https://www.estrucplan.com.ar/Producciones/entrega.asp? IdEntrega=2769