Validación de la ecuación de Kozeny-Carman Ergun para la determinación de constantes de transporte en lechos empacados de granos de cereales andinos

Abstract

El presente trabajo de investigación titulado, “Validación de la Ecuación de Kozeny-Carman Ergun para la Determinación de Constantes de Transporte en Lechos Empacados de Granos de Cereales Andinos” se realizo en el laboratorio de Ingeniería de la Escuela Profesional de Ingeniería Agroindustrial, Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional del Altiplano ubicada a 3825 m.s.n.m. El objetivo principal fue hallar las constantes de Kozeny-Carman Ergun en Granos Andinos (Cañihua, Kiwicha y Quinua). En la investigación se realizaron varias series de experimentos de circulación de aire, a temperatura ambiente (14°C), a través de lechos de distintos granos (Cañihua, Kiwicha y Quinua), contenidos en dos columnas de diferente diámetro (7,62 cm. Y 4,45cm.). Se ensayaron varias alturas de lecho y para cada una de ellas, se estudia la variación de la caída de presión en función de la velocidad volumetrica del aire empleado. Por otra parte se correlacionan los resultados experimentales mediante la ecuación propuesta por KozenyCarman y por la de Ergun, obteniendo diferentes valores de las constantes K0, K1 y K2 de la misma para cada tipo de grano estudiado. Se obtuvieron las constantes de Kozeny para Cañihua (variedad Cupi) columna a1 entre un rango de 2,870 – 3,328, por otro lado para las constantes de Ergun K1 entre 2,726 – 3,261; para la constante K2 entre -2,71X10-6 hasta 1,20X10-5 y para la columna a2 entre un rango de 3,624 – 4,132, por otro lado para las constantes de Ergun K1 entre 3,869 – 4,396; para la constante K2 entre - 2,17X10-4 hasta 2,83X10-5. Se obtuvieron las constantes de Kozeny para Kiwicha (variedad Oscar Blanco) columna a1 entre un rango de 4,024 – 4,392, por otro lado para las constantes de Ergun K1 entre 3,942 – 4,307; para la constante K2 entre - 1,06X10-5 hasta 1,30X10-5 y para la columna a2 entre un rango de 3,715 – 4,518, por otro lado para las constantes de Ergun K1 entre 3,353 – 4,806; para la constante K2 entre -1,03X10-4 hasta 1,27X10-4. Se obtuvieron las constantes de Kozeny para Quinua (variedad real) columna a1 entre un rango de 8,331 – 9,575, por otro lado para las constantes de Ergun K1 entre 7,402 – 8,934; para la constante K2 entre 1,36X10-5 hasta 3,46X10-5 y para la columna a2 entre un rango de 6,625 – 8,785, por otro lado para las constantes de Ergun K1 entre 7,730 – 10,236; para la constante K2 entre - 3,37X10-4 hasta 5,81X10-5. Concluyendo se obtuvieron las constantes de Kozeny – Carman y Ergun K0, K1 y K2 para los diferentes lechos de granos estudiados. Se observa que los valores de las constantes K0 y K1 son inferiores para Cañihua, superiores para Kiwicha y Quinua; a los propuestos por Kozeny-Carman y Ergun, para cualquier tipo de partícula; los valores de la constante K2 son inferiores en todos los granos estudiados