1. MANUAL DE LABORATORIOS DE MECÁNICA
DE FLUIDOS
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MANUAL DE LABORATORIOS DE MANEJO DE SOLIDOS
UNIVERSIDAD MARIANA
SAN JUAN DE PASTO, 2014
2. SECCIÓN DE LABORATORIOS
DETERMINACION DEL TAMAÑO PROMEDIO DE
UN MATERIAL SOLIDO A GRANEL
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1.1 INTRODUCCIÓN
Los sólidos a granel son aquellos materiales que se encuentran conformados por
partículas y forman flujos de masas que se comportan como fluidos incompresibles
especiales como algunos minerales (carbón, arena, grava, etc.),alimentos (café,
azúcar,cereales, etc.) entre otros.
Las partículas sólidas individuales se caracterizan por su tamaño,forma y densidad.
Las partículas de solidos homogéneos tienen la misma densidad que el material original
pero cuando los sólidos se someten a procesos de reducción de tamaño cambian su
densidad respecto de la original, por otro lado La forma y el tamaño se especifican por la
figura geométrica que muestran como esferas, cubos y formas irregulares .Las
dimensiones de las partículas hace referencia al promedio del tamaño del diámetro de la
esfera que contenga teóricamente a dicha partícula, dado las irregularidades de algunos
de los materiales que se presentan como solidos a granel, el tamaño promedio de la
partícula se calcula en base al cribado efectuado en las mallas Tyler , el cual se expone a
continuación.
1.1. OBJETIVOS
1.2.1. Observar la propiedad de los materiales a granel.
1.2.2. Observar que los sólidos a granel están constituidos por partículas de
diferentes tamaños
1.2.3. Determinar experimentalmente el peso específico del material.
1.2.4. Determinar experimentalmente la distribución por tamaño.
1.2.5. Calcular el tamaño promedio de la partícula.
1.2. MATERIALES – EQUIPOS: DESCRIPCIÓN
1.2.1. Materiales
Se usarán solidos a granel no degradables como: arena, grava,
carbón mineral y solidos a granel perecederos como: sal, azúcar,
café, harina, frijol, trigo, etc.
3. SECCIÓN DE LABORATORIOS
MEDICIÓN DEL ANGULO DE REPOSO DE UN
MATERIAL SOLIDO A GRANEL
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1.2.2. Equipos e Instrumentos
- Bascula
- Probetas de 500 ml.
- Solidos a granel de ensayo.
- Mallas Tyler.
- Recipientes plásticos de 5 galones.
1.3FUNDAMENTO TEÓRICO
En la mayoria de los casos, la masa a transportar no tiene particulas del mismo
tamaño, por ello, el real conocimiento de sus dimensiones principales nos permitirá
definir tanto la“verdadera magnitud y características del equipo de transporte”
requerido para movilizarlas como losrestantes requerimientos del proceso en el que deb
e intervenir dicho material.
La norma IRAM 1501Parte1, para Tamices de Ensayo, establece una serie de definiciones
de las cualesse transcriben a continuación las mas sobresalientes, a saber:
a-
Partícula: Elemento discreto de material cualquiera sea su tamaño. El tamaño de la
partícula esdesestimable con respecto al sistema a que pertenece.
b-
Diámetro de partícula: Dimensión lineal que mejor define el tamaño de la partícula, pa
ra aquellapropiedad del sistema de partículas que se correlacione con ese diámetro.
c-
Diámetro equivalente: Diámetro de una esfera equivalente a la partícula de acue
rdo con elcriterio de equivalencia exigido. Como pueden elegirse distintos criterio
s, pueden definirsediferentes diámetros equivalentes.
d-
Diámetro equivalente por tamizado: Abertura de la menor malla cuadrada ´por la qu
e pasa lapartícula.
e- Tela de alambre tejido: Formación plana de alambres de sección
circular que, cruzadosperpendicularmente, dejan entre sí aberturas cuadradas.
f- Diámetro del alambre: Diámetro del alambre de la tela tejida.
4. g-
Urdimbre: Conjunto de los alambres que se colocan paralelamente, unos , en direc
ciónlongitudinal en un telar para tejer una tela.
SECCIÓN DE LABORATORIOS
MEDICIÓN DEL ANGULO DE REPOSO DE UN
MATERIAL SOLIDO A GRANEL
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h-
Trama: Conjunto de los alambres que, cruzados y entrelazados perpendicularmente con
los de laurdimbre, forman una tela.
I - Malla: Las aberturas de una tela de alambre tejido con los alambres que la limitan.
j-
Malla cuadrada: Malla que tiene la misma abertura en las direcciones de la tra
ma y de la urdimbre.
-ANGULO DE REPOSO ( δ )
El Angulo de Reposo (δ), ver Figura 2, es una característica propia y muy par
ticular de cada uno de losmateriales “en reposo”. Se define con la pendiente o
copete de una pila
materiales “en reposo”. Se define con la pendiente o copete de una pila
de material a granel y lahorizontal de la base de apoyo.
Tal como se puede observar en la Tabla 1, este ángulo puede variar, para
el mismo tipo de material,hasta en 15˚.. Esto se debe fundamentalmente a las
distintas“clases” y/o “condiciones” que en lapráctica podemos tener para un mismo
tipo de material como ser: mayor o menor tamaño de partículas,contenido de
humedad, tipo de homogeneidad de la pila, grado de esfericidad de las partículas,
etc.
δ
Ángulos de Reacomodamiento y Artesa
FIGURA 2
5. SECCIÓN DE LABORATORIOS
MEDICIÓN DEL ANGULO DE REPOSO DE UN
MATERIAL SOLIDO A GRANEL
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1.3. PROCEDIMIENTO DE LABORATORIO
1.3.1.Funcionamiento – Procedimiento
1. Llene una probeta de 500 ml de capacidad, con suficiente cantidad de material.
2. Prepare una superficie completamente lisa y a nivel, revise que esté limpia y seca.
3. Vacíe la probeta con el material desde una distancia de 20 cm aproximadamente.
4. Ubique una regla liviana sobre la superficie inclinad formada por el material.
5. Ponga el transportador sobre la superficie de la mesa donde está el material y
mida el ángulo formado.
6. Repita el procedimiento con el mismo material y cantidad. Consigne las
mediciones en la tabla.
7. Repita el procedimiento anterior con el mismo material y otra cantidad.Consigne
las mediciones en la tabla.
8. Repita el procedimiento descrito hasta el numeral 7 con otro material.
1.3.2. Toma de Datos
Realizar la lectura de en el transportador para determinar el ángulo de cada uno
de los materiales mencionados, realizando un mínimo de tres lecturas para
obtener un promedio y consignar los datos en el cuadro 1.1.
1.3.3 Procesamiento de Datos
6. 1. Comparar los ángulos medidos para cada material.
2. Con los datos anteriores calcular la diferencia entre las mediciones para
cada material.
.
SECCIÓN DE LABORATORIOS
MEDICIÓN DEL ANGULO DE REPOSO DE UN
MATERIAL SOLIDO A GRANEL
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3. Consignar los datos en el cuadro. 1.1
7.
8. SECCIÓN DE LABORATORIOS
MEDICIÓN DEL ANGULO DE REPOSO DE UN
MATERIAL SOLIDO A GRANEL
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CUADRO 1.1 Registro de valores leídos y calculados.
Ensayo determinación del ángulo de reposo y fluidez de un sólido a granel.
Fluido de
prueba
Humedad
Angulo de
inclinación
Angulo de
deslizamiento
Peso
específico, y
(dina/cm3
)
Densidad
(grs/cm3)
10. TABLA 2.
Tamaño de partículas según las escalas ASTM E-11 y TYLER
Cuando se habla de Mesh, tal como se indicó anteriormente, haciendo referencia a cantidad de aberturaspor
pulgada lineal de la malla, resultará fundamental explicitar el diámetro de alambre que la conforma
ya que de ello dependerá la dimensión resultante para la abertura de la misma.
Dimensiones características de una malla
11. a
FIGURA 1
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MATERIAL SOLIDO A GRANEL
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