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Capítulo 9: Filtración

EJERCICIOS 9.1. Para purificar agua se dispone de un filtro de lecho profundo, constituido de dos capas: la primera de 50 cm de partículas de antracita de tamaño –14 + 10 (Tyler), y la segunda de 50 cm de partículas de arena de tamaño –48 + 35 (Tyler). En la tabla siguiente se resumen las características de cada una de las capas:

Capa 1 Capa 2

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Porosidad 0.48 0.44

Densidad(kg/m3) 1500 2650

Esfericidad 0.70 0.8

Considerando que sobre el lecho del filtro se mantienen 75 cm de agua, determine la capacidad inicial del filtro (Go), en m3/m2h.

9.2. Un filtro de tambor rotatorio con el 30% de su superficie sumergida, se ha de utilizar para filtrar una suspensión acuosa concentrada que contiene partículas en una concentración de 14.7 (lb/pie3 de suspensión), equivalente a S = 0.2 (masa de sólido/masa total de la suspensión). Si la torta contiene 50% de humedad (basada en la torta húmeda, o sea r = 2) y la caída de presión se mantiene constante en 20 pulg. de mercurio (equivalente a 1414 (lbf/pie2), estime el área que debería tener el filtro para tratar 10 gal/min (equivalente a 0.0223 de desechos, considerando que el tiempo del ciclo es de 5 min. Experiencias anexas de laboratorio señalan que la resistencia específica de la torta, α, es 1.833x1011(pie/lb). 9.3. Se trata de filtrar un precipitado de hidróxido férrico a presión constante en un filtro prensa de placas y marcos. Las dimensiones de estos son 90 cm. x 90 cm. x 2,5 cm. Después de 6,5 horas de funcionamiento normal los marcos se han llenado y el filtrado recogido asciende

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Reyes, Salinas, Alejandro. Escurrimiento de fluidos: aplicaciones, Editorial Universidad de Santiago de Chile, 2014. ProQuest Ebook Central, http://ebookcentral.proquest.com/lib/unadsp/detail.action?docID=3221414. Created from unadsp on 2018-05-04 17:22:54.

Escurrimiento de fluidos

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a 1,37 m3/m2 de superficie de filtración. Se ha pensado lavar la torta con 1/3 de volumen de líquido recogido como filtrado. Si para ello se aplica la misma presión ¿Cuánto tiempo se empleará en el lavado?

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9.4. Para filtrar sedimentos petrolíferos se utiliza un filtro prensa. Una serie de ensayos efectuados a presión constante de 2.5 kgf/cm2 han dado estos resultados: Volumen filtrado (lts) Tiempo (seg) --------------------------------------------------------------------------------- 0,2 2,0 0,4 4,6 0,6 8,2 0,8 12,4 1,0 16,9 1,2 22,5 1,4 29,3 1,6 33,7 1,8 45,0 2,0 53,0 2,2 63,4 2,4 74,0 2,6 85,0 2,8 97,5

Se hicieron los ensayos en un filtro prensa de diseño especial, con un solo marco de área filtrante 0,03 m2 y 30 mm de espesor. La suspensión contenía 8% en peso de CaCO3 y la relación torta húmeda/torta seca = 2,0. La misma suspensión se trata ahora en un filtro prensa, constituido por 20 marcos de dimensiones 60 cm. x 60 cm. x 3 cm., efectuándose la filtración a 20 ºC, y con diferencia de presión de 2,5

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Capítulo 9: Filtración

Kg f/cm2. Determine la cantidad de suspensión que puede manejarse hasta llenar los marcos y el tiempo empleado. 9.5. Para filtrar sedimento petrolífero se utiliza un filtro prensa. Una serie de ensayos efectuados a caudal constante (378.5 cm3/min) han dado los siguientes resultados: (–∆P) kgf/cm2 2.24 V cm3 37.85

4.69 75.70

11.33 113.55

Se propone ahora que este filtro trabaje a diferencia de presión constante igual 3.5 kgf/cm2. Suponiendo el lodo a filtrar homogéneo, deter-

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mine el volumen de aceite filtrado en 30 minutos, en las condiciones citadas y admitiendo que la resistencia a la filtración no varía apreciablemente al variar el caudal de filtración. 9.6. Los ensayos de laboratorio para una filtración de CaCO3 en agua a presión constante de 2.5 kgf/cm2 han dado los siguientes resultados, obtenidos en un filtro prensa de diseño especial, con un solo marco de área filtrante 0.03 m2 y 3 cm de espesor. Volumen filtrado (lt) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6

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Tiempo (s) 2.0 4.6 8.2 12.4 16.9 22.5 29.3 33.7 45.0 53.0 63.4 74.0 85.0

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La suspensión contenía 8% en peso de CaCO3 y la relación torta húmeda/torta seca = 2. La misma suspensión se trata ahora en un filtro prensa, constituido por 20 marcos de dimensiones 60 cm. x 60 cm. x 3 cm., efectuándose la filtración a 20 ºC y con una diferencia de presión de 2.5 kgf/cm2. Determine la cantidad de suspensión que puede manejarse hasta llenar los marcos y el tiempo empleado.

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