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Revista mexicana de ingeniería química
versión impresa ISSN 1665-2738
Rev. Mex. Ing. Quím vol.9 no.2 Ciudad de México ago. 2010
Ingeniería de alimentos
La válvulaS: Modelado del flujo de sólidos granulares utilizando números adimensionales
The Svalve: modeling granular solids flow using dimensionless numbers
F. Santoyo2, G. Guatemala2, I. Orozco2 y E. Arriola1*
1 Departamento de Ingeniería Química, CUCEI, Universidad de Guadalajara. Guadalajara, Jalisco, México. *Autor para la correspondencia. Email: arriole@hotmail.com
2 Unidad de Tecnología Agroalimentaria. Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco, A.C. (CIATEJ, A.C.). Guadalajara, Jalisco, México.
Recibido 11 de Agosto 2009.
Aceptado 11 de Marzo 2010.
Resumen
En este trabajo se utilizó el método PiBuckingham para obtener un modelo matemático simple que prediga el flujo de sólidos en un novedoso dispositivo de control conocido como VálvulaS (o válvula que escupe). Los parámetros del modelo son: el diámetro de los sólidos (arroz, café verde y lenteja), su densidad, el diámetro relativo del conducto horizontal de la válvula, la presión de operación y la velocidad superficial del aire. Se usaron dos prototipos de válvulaS construidas con tubo de acrílico de 0.04 y 0.02 m de diámetro. Los experimentos se llevaron a cabo a temperatura ambiente y con dos presiones de operación de 7 y 8 x 105 Pa. El modelo obtenido predice razonablemente el comportamiento del sistema para los sólidos granulares utilizados (85% para café, 97 % para lenteja y 98% para arroz).
Palabras clave: válvulaS, flujo de sólidos granulares, números adimensionales, PiBuckingham, modelado matemático.
Abstract
In this work, PiBuckingham Method of Dimensional Analysis was used to obtain a simple mathematical model to predict flow of solids from a novel control valve known as "Svalve" or "spitting valve". Parameters of the model were: particle diameter and density (rice, green coffee beans and lentil), relative diameter of the horizontal section of the valve, system operation pressure and air superficial velocity. Two Svalves prototypes, built in acrylic pipe of 0.04 and 0.02 meters diameter, were used. The experiments were run at room temperature and at two operation pressures of 7 and 8 x 105 Pa. For the grains we used, the obtained model fit experimental data reasonable well (98% for rice, 85% for green coffee beans, and 97% for lentil).
Keywords: Svalve, solids flow rate, dimensionless numbers, PiBuckingham, mathematical modeling.
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Agradecimientos
Los autores agradecen al Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología del Estado de Jalisco, a la Universidad de Guadalajara, al Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco, A. C, proyecto COECYTJALUDGPS2009564, México.
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