FuturEnviro | Diciembre 2020/Enero 2021 December 2020/January 2021 www.futurenviro.es 105 rante su procesamiento. La naturaleza del producto también es clave, por ejemplo, los lodos son muy diferentes al agua con sólidos suspendidos claramente diferenciados. ¿Cómo se evalúan esos parámetros? Al igual que la mayoría de los ingenieros de intercambio térmico, HRS utiliza laboratorios especializados, a menudo adscritos a universidades, para realizar una variedad de pruebas, cuya naturaleza exacta depende del producto que se está probando y las fuerzas y tensiones potenciales a las que se someterá durante el procesamiento normal. Uno de los elementos clave del equipo es el reómetro, que es un dispositivo de laboratorio especializado que mide la forma en que fluye un líquido, suspensión o fango en respuesta a las fuerzas aplicadas. Con el fin de perfilar adecuadamente la viscosidad y la velocidad de corte de diferentes productos, particularmente donde puede haber cambios sutiles, es importante usar un reómetro adecuadamente sensible que pueda detectar cambios muy pequeños y diferencias en la viscosidad de corte cero (el punto en el que la viscosidad deja de aumentar al reducir la velocidad de corte). Otra medida que se relaciona con los efectos potenciales del procesamiento es cómo (o si) la viscosidad y la estructura del producto se recuperan después del procesamiento: una propiedad conocida como tixotropía. Se han desarrollado métodos específicos para su evaluación, como la “prueba de tixotropía de 3 pasos viscosimétrica”. ¿Cómo se procesa esta información? Una vez conocidos los parámetros clave, como la viscosidad y factores de corte no newtonianos, se puede seleccionar el mejor tipo de intercambiador de calor; por ejemplo, los tubos corrugados ofrecerán mayor transferencia térmica en productos que tienen un número de Reynolds superior a 2.000 y que muestran características de transición o flujo turbulento. Las mediciones permiten a los ingenieros usar software para calcular la información adicional necesaria para el diseño, pero que no se puede medir directamente en el laboratorio. Algunos de estos valores calculados incluyen: • Coeficiente de transferencia de calor • Tipo de flujo • Número de Nusselt (Nu): la relación entre la transferencia de calor por convección y la transferencia de calor por conducción en el fluido. Los números más altos de Nusselt representan una transferencia de calor efectiva. • Flow type at different conditions (i.e. whether the product displays smooth laminar flow or turbulent flow) • Yield stress (the stress which must be applied to initiate flow of the material) The way in which a product shears is also important and can determine the best type of equipment to prevent (or encourage) shearing during processing. The basic type of material will also be a key consideration ¬– for example; sludges will be very different to water with clearly differentiated suspended solids. How are these parameters assessed? Like most heat exchange engineers, HRS uses specialist laboratories often attached to universities to perform a range of tests, the exact nature of which depends on the product being tested and the potential forces and stresses that it will be subjected to during normal processing. One of the key items of equipment is a rheometer; a specialist laboratory device which measures the way in which a liquid, suspension or slurry flows in response to applied forces. In order to adequately profile the viscosity and shear rate of different materials, particularly where there may be subtle changes, it is important to use a suitably sensitive rheometer which can detect very small changes and differences in zero-shear viscosity (the point at which viscosity stops increasing with reducing shear rate). Another measurement which relates to the potential effects of processing is how (or if) the viscosity and structure of the material recovers after processing; a property known as thixotropy. Specific methods for assessing this, such as the ‘viscometric 3-step thixotropy test’ have been developed. How is the information used? Once key parameters such as the viscosity and NonNewtonian shear thinning factors are known, they can be used to select the best type of heat exchanger – for example, corrugated tubes will deliver heat transfer benefits in products which have a Reynolds number above 2,000 and which display transition or turbulent flow characteristics. The measurements also allow designers to use heat exchanger software to calculate additional El uso de tubos corrugados es térmicamente beneficioso para materiales que muestran transición o flujo turbulento | Using corrugated tubes is thermally beneficial for materials which display transition or turbulent flow Gestión y tratamiento de residuos | Waste Management & Treatment
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