ADA 4.5

Caracterización experimental de los coeficientes de transferencia de masa y de dispersión axial locales en una columna de burbujeo.

El presente trabajo tiene por objetivo el análisis del comportamiento local de KLa y DLZ en una columna de burbujeo y su relación con sus principales variables hidrodinámicas del medio: ε gas holdup, VL velocidad del líquido, VG velocidad del gas y el D32 diámetro medio de burbuja mediante el empleo del diseño de técnicas de medición locales. Nuestro objetivo engloba el diseño de técnicas de medición local, puesto que no existe en la literatura una metodología que realice esto, solo se explican los conceptos para medir puntualmente cada variable, por lo que parte del reto de este proyecto es ampliar esos conceptos con técnicas innovadoras y sobre todo disponibles a nuestro alcance para determinar las variables propuestas. Los principales parámetros que requieren de un diseño metodológico más extenso son: VG velocidad del gas, el D32 diámetro medio de burbuja y DLZ el coeficiente de transferencia de masa. Como método innovador, preciso y económico se decidió aplicar la visión de imágenes computacional a para el cálculo de estas 3 principales variables. VG y D32 se determinaron mediante la aplicación más pura de visión de imágenes computacional, puesto que se tomaron videos a alta velocidad del burbujeo de las burbujas para procesarlos mediante varios conceptos procedentes de la rama de análisis de imágenes, rastreo de objetos y fisicoquímicos para la determinación espacial de VG y D32.

DLZ es una variable aún más compleja, puesto que solo existen en u sentido de análisis teórico – fenomenológico que expresa de forma arbitraria la magnitud del mezclado en un equipo. Esta variable se determinó mediante un análisis colorimétrico que se basa en la realización de pruebas de trazador con un colorante rojo, cuya intensidad de color es equivalente a la concentración. Aquí se aplicaron conceptos colorimétricos y matemáticos que determinan la intensidad de color como un valor arbitrario que puede asociarse a la concentración y posteriormente determinar DLZ mediante el ajuste de la información de las pruebas de trazador a un modelo matemático que asocie la fenomenología espacial del flujo de las fuerzas que actúan en el líquido que generan el mezclado en sí.

Estas 2 metodologías no han sido planteadas en ningún artículo con el fin de determinar las variables en cuestión, puesto que son el fruto de un aprendizaje mutuo con la herramienta de análisis computacional, la aplicación de conocimientos fenomenológicos vistos en una carrera ingenieril y la oportunidad de parte de CONACYT. Estas metodologías prácticamente describen el procedimiento que podría seguir un dispositivo para el cálculo de estas variables, dispositivo que podría ser patentado para su distribución comercial. Se pediría una patente por diseño industrial, ya que sería un dispositivo nuevo y se pagarían 5278 MXN para mantener la patente por 20 años.